Contents

1 The particulate nature of matter 3

1.1 The particulate nature of matter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 Experimental techniques 11

2.1 Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2 Purity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3 Atoms, elements and compounds 17

3.1 Atomic structure and the Periodic Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2 Structure and bonding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

4 Stoichiometry 51

4.1 Stoichiometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.2 The mole concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5 Electricity and chemistry 67

5.1 Electricity and chemistry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

6 Chemical energetics 89

6.1 Energetics of a reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906.2 Energy transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

7 Chemical reactions 97

7.1 Physical and chemical changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987.2 Rate (speed) of reaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007.3 Reversible reactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237.4 Redox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

8 Acids, bases and salts 145

8.1 The characteristic properties of acids and bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1458.2 Types of oxides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1538.3 Preparation of salts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1578.4 Identi�cation of ions and gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

9 The Periodic Table 199

9.1 The Periodic Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2009.2 Periodic trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2019.3 Group properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2039.4 Transition elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2309.5 Noble gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

10 Metals 245

10.1 Properties of metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24610.2 Reactivity series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25910.3 Extraction of metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29510.4 Uses of metals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

1

2 CONTENTS

11 Air and water 333

11.1 Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33411.2 Air . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34611.3 Nitrogen and fertilisers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36811.4 Carbon dioxide and methane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

12 Sulfur 411

12.1 Sulfur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412

13 Carbonates 447

13.1 Carbonates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

14 Organic chemistry 463

14.1 Names of compounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46414.2 Fuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46614.3 Homologous series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47814.4 Alkanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48014.5 Alkenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48814.6 Alcohols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51314.7 Carboxylic acids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54114.8 Polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581

A Answers 673

Chapter 1

The particulate nature of matter

3

4 CHAPTER 1. THE PARTICULATE NATURE OF MATTER

1.1 The particulate nature of matter

1. 0620_s20_qp_43 Q: 5

1.1. THE PARTICULATE NATURE OF MATTER 5

2. 0620_w17_qp_41 Q: 2

6 CHAPTER 1. THE PARTICULATE NATURE OF MATTER

3. 0620_w16_qp_42 Q: 1

1.1. THE PARTICULATE NATURE OF MATTER 7

4. 0620_s14_qp_33 Q: 2

8 CHAPTER 1. THE PARTICULATE NATURE OF MATTER

5. 0620_w12_qp_33 Q: 3

1.1. THE PARTICULATE NATURE OF MATTER 9

10 CHAPTER 1. THE PARTICULATE NATURE OF MATTER

Chapter 2

Experimental techniques

11

12 CHAPTER 2. EXPERIMENTAL TECHNIQUES

2.1 Measurement

6. 0620_s18_qp_41 Q: 1

2.1. MEASUREMENT 13

14 CHAPTER 2. EXPERIMENTAL TECHNIQUES

2.2 Purity

7. 0620_w12_qp_31 Q: 1

2.2. PURITY 15

8. 0620_w12_qp_32 Q: 2

16 CHAPTER 2. EXPERIMENTAL TECHNIQUES

Chapter 3

Atoms, elements and compounds

17

18 CHAPTER 3. ATOMS, ELEMENTS AND COMPOUNDS

3.1 Atomic structure and the Periodic Table

9. 0620_p20_qp_40 Q: 2

3.1. ATOMIC STRUCTURE AND THE PERIODIC TABLE 19

10. 0620_m19_qp_42 Q: 2

20 CHAPTER 3. ATOMS, ELEMENTS AND COMPOUNDS

11. 0620_s19_qp_41 Q: 1

Appendix A

Answers

1. 0620_s20_MS_43 Q: 5

2. 0620_w17_MS_41 Q: 2

673

674 APPENDIX A. ANSWERS

3. 0620_w16_MS_42 Q: 1

4. 0620_s14_MS_33 Q: 2

675

5. 0620_w12_MS_33 Q: 3

6. 0620_s18_MS_41 Q: 1

676 APPENDIX A. ANSWERS

7. 0620_w12_MS_31 Q: 1

8. 0620_w12_MS_32 Q: 2

677

9. 0620_p20_MS_40 Q: 2

10. 0620_m19_MS_42 Q: 2

11. 0620_s19_MS_41 Q: 1