,Contents at a Glance
Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Part 1: The Basic Concepts of Chemistry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
CHAPTER 1: What Is Chemistry, and Why Do I Need to Know Some?. . . . . . . . . . . . . . . 9
CHAPTER 2: Contemplating Chemical Calculations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
CHAPTER 3: Matter and Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
CHAPTER 4: Something Smaller Than an Atom? Atomic Structure . . . . . . . . . . . . . . . . 51
CHAPTER 5: The Periodic Table (But No Chairs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
CHAPTER 6: Balloons, Tires, and Scuba Tanks: The Wonderful World of Gases. . . . . 81
Part 2: A Cornucopia of Chemical Concepts. . . . . . . . . . . . . . . . . 101
CHAPTER 7: Chemical Cooking: Chemical Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
CHAPTER 8: The Mole: Can You Dig It? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
CHAPTER 9: Mixing Matter Up: Solutions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
CHAPTER 10: Thermochemistry: Hot Stuff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
CHAPTER 11: Sour and Bitter: Acids and Bases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Part 3: Blessed Be the Bonds That Tie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
CHAPTER 12: Where Did I Put That Electron? Quantum Theory. . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
CHAPTER 13: Opposites Do Attract: Ionic Bonding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
CHAPTER 14: Sharing Nicely: Covalent Bonding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
CHAPTER 15: What Do Molecules Really Look Like? Molecular Geometry
and Hybridization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
CHAPTER 16: Tackling Periodic Trends. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
CHAPTER 17: Examining the Link between Intermolecular Forces and
Condensed States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Part 4: Environmental Chemistry: Benefits
and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
CHAPTER 18: Cough! Cough! Hack! Hack! Air Pollution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
CHAPTER 19: Examining the Ins and Outs of Water Pollution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
CHAPTER 20: Nuclear Chemistry: It’ll Blow Your Mind. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
,Part 5: The Part of Tens. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
CHAPTER 21: Ten Serendipitous Discoveries in Chemistry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
CHAPTER 22: Ten (or So) Great Chemistry Nerds. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
CHAPTER 23: Ten Terrific Tips for Passing Chem I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
CHAPTER 24: The Top Ten Industrial Chemicals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
, Table of Contents
INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
About This Book. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Foolish Assumptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
What Not to Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
How This Book Is Organized . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Part 1: The Basic Concepts of Chemistry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Part 2: A Cornucopia of Chemical Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Part 3: Blessed Be the Bonds That Tie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Part 4: Environmental Chemistry: Benefits and Problems . . . . . . . . 5
Part 5: The Part of Tens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Icons Used in This Book. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Where to Go from Here . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
PART 1: THE BASIC CONCEPTS OF CHEMISTRY . . . . . . . . . . . . . . . 7
CHAPTER 1: What Is Chemistry, and Why Do I Need
to Know Some?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Understanding What Chemistry Is . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Distinguishing between Science and Technology. . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Deciphering the Scientific Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
How the scientific method works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
How you can use the scientific method. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Looking at the Branches of Chemistry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Macroscopic versus microscopic viewpoints. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Pure versus applied chemistry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Eyeing What You’ll Do in Your Chemistry Class. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
CHAPTER 2: Contemplating Chemical Calculations. . . . . . . . . . . . . . . . 19
Grasping the SI Measurement System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Eyeing the basic SI prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Units of length. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Units of mass. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Units of volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Units of temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Units of pressure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Units of energy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Handling Really Big or Really Small Numbers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Exploring exponential and scientific notation. . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Adding and subtracting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Multiplying and dividing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Table of Contents vii
Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Part 1: The Basic Concepts of Chemistry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
CHAPTER 1: What Is Chemistry, and Why Do I Need to Know Some?. . . . . . . . . . . . . . . 9
CHAPTER 2: Contemplating Chemical Calculations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
CHAPTER 3: Matter and Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
CHAPTER 4: Something Smaller Than an Atom? Atomic Structure . . . . . . . . . . . . . . . . 51
CHAPTER 5: The Periodic Table (But No Chairs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
CHAPTER 6: Balloons, Tires, and Scuba Tanks: The Wonderful World of Gases. . . . . 81
Part 2: A Cornucopia of Chemical Concepts. . . . . . . . . . . . . . . . . 101
CHAPTER 7: Chemical Cooking: Chemical Reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
CHAPTER 8: The Mole: Can You Dig It? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
CHAPTER 9: Mixing Matter Up: Solutions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
CHAPTER 10: Thermochemistry: Hot Stuff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
CHAPTER 11: Sour and Bitter: Acids and Bases. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Part 3: Blessed Be the Bonds That Tie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
CHAPTER 12: Where Did I Put That Electron? Quantum Theory. . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
CHAPTER 13: Opposites Do Attract: Ionic Bonding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
CHAPTER 14: Sharing Nicely: Covalent Bonding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
CHAPTER 15: What Do Molecules Really Look Like? Molecular Geometry
and Hybridization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
CHAPTER 16: Tackling Periodic Trends. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
CHAPTER 17: Examining the Link between Intermolecular Forces and
Condensed States. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Part 4: Environmental Chemistry: Benefits
and Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
CHAPTER 18: Cough! Cough! Hack! Hack! Air Pollution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
CHAPTER 19: Examining the Ins and Outs of Water Pollution. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
CHAPTER 20: Nuclear Chemistry: It’ll Blow Your Mind. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
,Part 5: The Part of Tens. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
CHAPTER 21: Ten Serendipitous Discoveries in Chemistry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
CHAPTER 22: Ten (or So) Great Chemistry Nerds. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
CHAPTER 23: Ten Terrific Tips for Passing Chem I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
CHAPTER 24: The Top Ten Industrial Chemicals. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
, Table of Contents
INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
About This Book. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Foolish Assumptions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
What Not to Read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
How This Book Is Organized . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Part 1: The Basic Concepts of Chemistry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Part 2: A Cornucopia of Chemical Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Part 3: Blessed Be the Bonds That Tie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Part 4: Environmental Chemistry: Benefits and Problems . . . . . . . . 5
Part 5: The Part of Tens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Icons Used in This Book. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Where to Go from Here . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
PART 1: THE BASIC CONCEPTS OF CHEMISTRY . . . . . . . . . . . . . . . 7
CHAPTER 1: What Is Chemistry, and Why Do I Need
to Know Some?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Understanding What Chemistry Is . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Distinguishing between Science and Technology. . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Deciphering the Scientific Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
How the scientific method works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
How you can use the scientific method. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Looking at the Branches of Chemistry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Macroscopic versus microscopic viewpoints. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Pure versus applied chemistry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Eyeing What You’ll Do in Your Chemistry Class. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
CHAPTER 2: Contemplating Chemical Calculations. . . . . . . . . . . . . . . . 19
Grasping the SI Measurement System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Eyeing the basic SI prefixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Units of length. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Units of mass. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Units of volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Units of temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Units of pressure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Units of energy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Handling Really Big or Really Small Numbers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Exploring exponential and scientific notation. . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Adding and subtracting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Multiplying and dividing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Table of Contents vii
