Der Artikel Grundgesetze der Chemie listet - z. B. für die Chemie für die Schule - die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten in der Chemie auf. Zu den grundlegenden Definitionen und Naturgesetzen, nach denen sich Stoffumwandlungen (chemische Reaktionen) vollziehen, gehören:

Stoffgemisch und Reinstoff, Element und Verbindung, Reaktion

• 1) Chemische Verbindungen sind Reinstoffe, die sich durch chemische Reaktionen zerlegen lassen (Elemente sind durch chemische Reaktionen nicht zerlegbar; Stoffgemische sind keine Reinstoffe mit einheitlichen Stoffeigenschaften)

• 2) Chemische Reaktionen sind Vorgänge, bei denen mindestens ein neuer Stoff entsteht (Stoffumwandlung in Form von Stoffvereinigung, -zerlegung oder –umgruppierung)
• 3) Die Gesamtmasse aller Stoffe sowie die Energie-Gesamtmenge vor und nach der Reaktion bleibt bei chemischen Reaktionen stets gleich (Gesetz der Erhaltung von Energie und Masse, 1.Grundgesetz der Chemie).
• 4) Chemische Elemente reagieren miteinander immer in bestimmten, gleich bleibenden Masseverhältnissen (Gesetz der konstanten Masseverhältnisse, 2. Grundgesetz der Chemie; Grund: Elemente bestehen aus Atomen und Atome eines Elementes weisen immer gleiche, typische Atommassen (bzw. Protonenzahlen) auf.
• 5) Periodensystem der Elemente: Ordnet man die chem. Elemente nach steigender Atommasse (genauer: Ordnungszahl oder Protonenzahl) , so wiederholen sich deren Stoffeigenschaften in Perioden. So ist z. B. jedes achte Hauptgruppenelement ein Edelgas. Edelgase sind chemisch (nahezu) reaktionsunfähig.
• 6) Bilden zwei Elemente miteinander mehrere verschiedene Verbindungen, so stehen deren Massen zueinander im Verhältnis kleiner, ganzer Zahlen (Gesetz der vielfachen Masseverhältnisse, 3. Grundgesetz der Chemie ; Grund: Atome verbinden sich immer in bestimmten Atomzahlenverhältnissen - z. B. 1:1, 2:3, 2:1, 1:4, 2:5 usw.).

Atome, Ionen, Moleküle und deren Formeln

• 7) Chemische Formeln sind Symbole für chemische Verbindungen. Sie geben an, welche Sorten von Atomen miteinander verbunden sind (Elementsymbole: H, He, C, N, O, F, Na, Mg, S, Cl, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn usw.) und in welchem Stoffmengen- bzw. Atomzahlenverhältnis sie zueinander stehen (z. B. H : O = 2 : 1 in H₂O oder H : S : O = 2 : 1 : 4 in Schwefelsäure, H₂SO₄).

• 8) Summenformeln geben nur Atomzahlenverhältnisse der Elemente in einer Verbindung wieder (Beispiel: C₂H₂), Strukturformeln zeigen auch, wie die Atome miteinander verbunden sind (z. B.: H₂C=CH₂).
• 9) Isotope sind Atome eines Elementes (also mit gleicher Protonenzahl) aber von unterschiedlicher Neutronenzahl (also ungleicher Neutronenzahl).
• 10) Neutrale Atome haben immer gleiche Protonen- und Elektronenzahlen. Ihre Neutronenzahl berechnet sich aus der Differenz der relativen Atommasse zur Ordnungs- bzw. Protonenzahl.
• 11) Edelgaskonfiguration: Alle Atome streben bei chemischen Reaktionen in ihrer Hülle eine volle Außenschale an (mit 2 bzw. 8 Außenelektronen).

Chemische Bindung

• 12) Metalle sind Elemente. Sie sind allesamt Stoffe a) mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, b) verformbar, c) glänzend und d) sehr gute Wärmeleiter.
• 13) Metallatome reagieren mit Nichtmetallatomen, indem sie Elektronen an diese abgeben (Elektronenübertragung, Redoxreaktion), sie werden durch die Ladungstrennung elektrisch positiv geladen (Ionenbildung durch Oxidation = Elektronenabgabe):
• 14) Ionen sind elektrisch geladene Atome oder Atomverbände (Kationen positiv, Elektronenzahl ist kleiner als die Anzahl der Protonen im Atomkern; Anionen negativ, Elektronenzahl ist größer als die Anzahl der Protonen).
• 15) Salze sind allesamt ionische Verbindungen: Sie sind a) spröde (brüchig), b) weisen sehr hohe Schmelzpunkte auf und sind c) nur in Lösung oder Schmelze elektrisch leitfähig.
• 16) Nichtmetallatome reagieren, indem sie bei chemischen Reaktionen mit Metallen Elektronen aufnehmen (Bildung der Anionen durch Reduktion = Elektronenaufnahme) oder nutzen bei Reaktionen untereinander Außenelektronen gemeinsam als bindende Elektronenpaare (Elektronenpaarbindung, Atombindung). Nichtmetallatome streben dabei eine Edelgaskonfiguration an (maximal 4 Elektronenpaare, d. h. volle Außenschale mit 2 bzw. 8 Elektronen).
• 17) Moleküle sind elektrisch neutrale Atomverbände. Die Atome sind über bindende Elektronenpaare miteinander verbunden.
• 18) Molekulare Verbindungen sind allesamt elektrische Nichtleiter (Isolatoren). Verbindungen mit kleinen Molekülen sind flüchtig (niedriger Siedepunkt), Verbindungen mit sehr großen Molekülen kunststoff- oder diamantartig (zersetzlich oder hoher Schmelzpunkt).

Chemie | Chemische Reaktion | Werkzeug der Chemie | Anorganische Chemie