New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

Final Study Guide

by: Cassidy Zirko

Final Study Guide Chem 141

Cassidy Zirko

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

College Chemistry 1
Mark Cracolice (P)
Study Guide
50 ?




Popular in College Chemistry 1

Popular in Chemistry

This 17 page Study Guide was uploaded by Cassidy Zirko on Thursday December 10, 2015. The Study Guide belongs to Chem 141 at University of Montana taught by Mark Cracolice (P) in Fall 2015. Since its upload, it has received 59 views. For similar materials see College Chemistry 1 in Chemistry at University of Montana.


Reviews for Final Study Guide


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 12/10/15
Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 Chapter 1: How Do Scientists Use Algebra to Reason and Calculate? Algebra­ thought of as arithmetic in which letters are used to represent variables  Variables­  quantities that may have different values, can appear in equations  Equations­ represents a mathematical relationship among variables  Direct Proportionality­ two variable quantities in which when one variable is manipulated, the other is  manipulated in the same way       Ex. C ∝ d, circumference is proportional to diameter The origin of a direct proportionality is always (0,0) on a graph k­ proportionality constant Inverse Proportionality­ two quantities that are related in such a way when one variable is manipulated,  the other decreased by the reciprocal of that amount.      Graph of inverse proportionality is not a straight line  Multiple Proportionality­ when one quantity is proportional to each of two or more variables then it is  proportional to the product of those variables.  Quantity Algebra­ a way to use conversion factors to fine a final answer  Conversion factors­ a direct proportionality which  can be expressed in fraction form and is used to  convert from one unit to second  Chapter 2: How do Scientists Express Ratios and Measured Quantities? Ratio­ value of a partial quantity divided by the value of the whole  Percentage­ not associated with a specific number, Percent­ references a specific number  ppm­ parts per million, ppb­ parts per billion  Important powers of 10: Kilo­ 10 , Centi­ 10 , Milli­ 10 , Micro­ 10 , Nano­10   ­9 Weight­ measure of attractive force that it experiences in a gravitation field  Mass­ measure of resistance to change in a state of motion, expressed in grams or a subset of gram, ex.  kilogram  Meter­ distance that light travels in a vacuum  Measuring Volume­ determining, the height, width and length and then using the correct formula to find  the space that an object takes up  Liter, L=1 dm , 1mL=1cm   3 Temperature in C Chapter 3: What is Science?  Hypothesis­ proposed explanation for a pattern found in nature  Parts of the scientific method: 1) as a question about the natural world, 2)take measurements, qualitative or quantitative, 3) Look for a pattern in your data that expresses some sort of relationship 4) propose a  hypothesis, based on an unobservable casual entity  Unobservable Casual Entity­ an invisible something that is known to exist which is the underlying cause  of something or some pattern in nature  Experiment­ purposeful manipulation of the natural world that wants to test a specific hypothesis  Pressure­ the strength on an area over which it is spread, P=force/area  Boyle’s Law­ as volume decreases, pressure increases, and as volume increases, pressure decreases as long as temperature remains constant, P V =1 1 2 2 Law­Statement that summarizes a pattern found in nature Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 760 mm Hg=760 torr=1.01325 bar= 1 atm  Force is equal to mass times acceleration, F=MA Kinetic Molecular Hypothesis­ matter is composed of miniscule particles that are in constant motion  Charles law­ as the volume increases, temperature increases, and as the volume decreases, temperature  decreases, as long as the pressure remains constant, 2 1 =T1V2, always convert temperature to kevin  Theory­ a hypothesis that is found to explain a broad group of related events  Combined Gas Law­ as pressure and volume increases, temperature decreases, and as pressure and  P1V 1 P 2 2 volume decrease, temperature increases,  = T 1 T 2 Chapter 4: How do Scientists Make, Report and Work with Quantitative  Measurements? Precision­ reproducibility of results  Accuracy­ a measured closeness to correct values  Significant figure convention­ universally agreed upon custom about expressing the accuracy of measure  quantities  Uncertain Number­ the last digit in a number  Zeros are place holders, a number with many zeros in ambiguous because you don’t know where the  uncertain digit is  Rounded off­ a way to correctly represent the uncertainty of the measurements that they are based on  Adding/ Subtracting­ round to least amount of decimal places  Multiplying/ Dividing­ round to lowest number of sig figs  Sig figs convention applies to only measured quantities  Absolute Terms­ the amount of one thing that weights exactly the same as the same amount another thing  Density­ the mass per unit of volume, D=m/v 1in­ 2.54 cm, 1lb= 453.59237g, 1gal= 3.785411784L, 1ft=12in, 1 yd= 3 ft, 1ml=5280ft, 1lb=16oz  Chapter 5: How do Scientists Classify Matter? Petrochemical­ substance that is made from petroleum or other closely related substances  Matter­ describes physical materials in general  Liquid Form­ indefinite shape, definite volume  Properties­ something matter has which helps categorize it  Solid­ definite shape, definite volume  Gas/vapor­ indefinite shape, indefinite volume  Solid Phase­ water molecules are stuck together so you get a solid shape  Liquid Phase­ molecules would be able to move around but would still be stuck together  Gas Phase­ water molecules would be free to move around themselves independent of another  Pure Substance­ a substances with no dissolved substances, a kind of matter  Compound­ a substance that can be decomposed into simpler substances  Element­ pure substances that can’t be decomposed into another pure substance by ordinary chemical  means  Physical Change­ When a substance changes from one state to another, a change that can be observed  Physical Property­ attributes of a substances that can be measured or observed without changing the  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 substance  Mixture­ combo of two or more substances that doesn’t have a fixed composition Solution­ homogenous mixture or heterogeneous mixture  Homogenous Mixture­ same throughout, both in composition and stage  Heterogeneous Mixture­ different throughout, Bot composition and stage visibly different stages  Chemical Change­ one substance is destroyed to create a new substance  Chemical Properties­ chemical changes possible from any substances, list of chemical changes that are  possible  Chapter 6: Is Matter Continuously Divisible?  Law of Conservation of Mass­ the mass of the reactants is a chemical change is equal to the mass of the  products  Law of Definite Proportions­ the percent by mass of each of the elements that make up a compound is  definite, fixed or invariant  Law of Multiple Proportions­ when 2 substances react to form more than one product, amount of one that completely reacts with the fixed amount of the other are in a ratio of small, whole number  Atomic Hypothesis­ matter is not infinitely divisible (the smallest particle is an atom), Atoms will always  and forever exist never changing, atoms of the same element are identical, atoms of an element could  combine with atoms from other elements creating compounds, atoms could combine in many ratios  creating different compounds.  Atomic Theory­ Provided support for and intertwines with the Kinetic Molecular Theory  Molecule­ smallest piece of a substance that retains identity of that substance  Relative Atomic Masses­ scientists use a relative scale to express the weight of atoms  Atomic Mass units (u)­ used by the scientists who investigate the physics of chemistry  Chapter 7: How are Electricity and Matter Interrelated?  Law of Combining Volumes­ volume ratio in which gases reacted were always a ratio of small, whole  numbers  Avogadro’s Hypothesis­ law could be explained if equal volumes of gases contained an equal number of  molecules, ended up being wrong  Plum Pudding Model­ atom was made up of the large sphere of positive charge that contained many small negatively charged particles as needed to have total charge of the atom be zero  Electrons­ negatively charged particles Oil drop Experiment­ pair of electrically charged plates to provide uniform electric field – oil drop fell  into space between plates – rose and fell based on electrical potential   Planetary Model of the Atom­ idea that electrons orbited the nucleus like planets  Chapter 8: What is the Nucleus Made of? Rutherford discovered proton with alpha particles  Proton­ the first subatomic particle, has positive charge  Neutron­ a neutrally charged subatomic particle  Atomic Number­ the Number of Protons that an element has, Z  Isotope­ atoms of the same element that have different masses, different number of neutrons  Mass Number, A­ total number of protons and Neutrons in the nucleus  Mass number= number of protons+ number of neutrons  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 Nuclear Symbol­ the way an isotope is represented  1u= 1/12 the mass of a carbon 12 atom  23 1u= 6.02*10 g Atomic Mass of an Element­ average mass of all atoms of that element as they occur in nature   Chapter 9: How do Chemists Express Names and Formulas of Substances? Part 1 Chemical Formulas­ Represent the composition of elements and compounds  Chemical Nomenclature­ a system by which substances are named  Molecule­ the number of atoms of the element in the smallest particles of the substances  Diatomic elements: Hydrogen, nitrogen, oxygen, fluorine, chlorine, bromine, and iodine  Polyatomic Molecules­ Sulfur S , a8d phosphorous. P 4 Compounds­ Made of atoms or ions of different elements  Metalloids­ Semiconductors that border the stair step line on a periodic table  Binary Molecular Compounds­ compounds formed by two molecules or a metalloid a nonmetal  Ions­ when an atom gains or loses one or more electrons  Cations­ atoms loses an electron and remains with a positive charge  Anion­ when there is a gain of an electron and the element has a negative charge  Ionic Compound­ attraction of oppositely charged particles that cause a compound to stick together  Monatomic anion­ named with element modified with –ide and followed by ion  Transition Metal Ions­ have a charge written in roman numerals following the name and then following  with ion  Acid­ molecular compound that reacts with water to yield a hydrogen ion and an ion  Oxoacid­ acid that contained a hydrogen, a nonmetal and oxygen that has all of the hydrogen ions removed 5 Important acids: Carbonic Acid H CO , Nitric Acid HNO , Phosphoric Acid H PO , Sulfuric Acid  2 3 3 3 4 H 2O ,4Chloric Acid HClO 3 Chapter 10: How do Chemists Express Names and Formulas of Substances? Part 2 Per­, ­ic has one more oxygen than the –ic acid  ­ic ending changes to –ous when the acid has one less oxygen then the –ic acid  Hypo­, ­ous, 2 fewer oxygen’s than ic ending  Hydro­, ­ic,  no oxygens Acids ending in –ous create anions ending in –ite  Acids ending in –ic create anions ending in –ate  Polyproptic Acids­ acids with more than 1 hydrogen  Total Dissociation­ acid had all of the hydrogens removed + ­ Important: Ammonium ion­ NH , hydr4xide ion OH   Ionic Compound­ compound made up of ions  Hydrate­ ionic compound that contains water molecules  Anhydrous­ Compound without water Chapter 11: How do Chemists Weight and Count Particles? Formula Mass­ based on the chemical formula of the compound  Molecular Mass­ average mass of molecules (or formula units) comparted with the mass of a carbon­12  atom which is exactly 12 atomic mass units  Mole­ the amount of any substance that contains the same number of units in the number of atoms in  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 exactly 12 grams of a carbon 12 atom  Avogadro’s Number, N ­   6.02∗10 23  atoms, molecules or formula units  a Molar Mass­ mass in grams of one mole of a substance  Percent Composition­ the percentage by mass of each element in the compound  Chapter 12: How are Chemical Formulas Determined?  Combustion Analysis­  a compound burned for the purpose of analyzing its composition Empirical Formula­ simplest formula of a compound  Procedure for finding empirical formula  1. Find masses of different elements in a sample of a compound  2. Convert the masses into moles  3.Express the moles of atoms as the lowest possible ratio of whole number integers  4. Write the empirical formula, using the number of each atom in the integer ratios as the subscript Procedure for finding molecular formula  1. Determine the empirical formula  2.  Calculate the molar mas of the empirical formula  3. Determine the molar mass of the compound (usually given) 4. Divide the molar mas of the compound by the molar mass of the empirical formula to get the number of  empirical formula units per the molecular given  5. Multiply the empirical formula by the factor from step four and write the molecular formula Chapter 13: How is a Chemical Change Expressed Symbolically? Ways to recognize a chemical change: color change, formation of solid, formation of a gas,  expulsion/absorption of heat or production of light  State symbols­ indicate the state of each compound and is sometimes omitted  Aqueous solution­ a substance that is dissolved into water  Qualitative Equation­ a chemical equation that is not balanced  Balanced­ placing a coefficient in front of one or more of the formulas indicating it is used more than once Procedure for writing an equation  1. Write a qualitative description of the reaction. In this step write the formulas based on the reactants and  products  2. Quantify the description by balancing the equation. Done by adding coefficients  Combination reaction, synthesis reaction­ where two or more substances combine to form single  product, A+X  AX  Decomposition reaction­ a compound that breaks down into simpler substances, AX  A+X Single Replacement Reaction­ where one element will replace a second within a compound,  A+BX  AX+B Oxidization­ means loss of electrons during electron transfer, products are always CO 2and water  Precipitate­ when solutions of two compounds are mixed, positive ion form one compound and the  negative ion from the second compound will combine to form a solid compound that will settle at the  bottom of the container.  Double Replacement Reactions­ ions of two reactants will appear to change partners in the products,  AX+BY  AY +BX Base­ substance that contains a hydroxide ion  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 Neutralization Reaction­ when an acid is added to an equal amount of base, each hydrogen ion reacts  with each hydroxide ion to form water  HX +(aq)   H(aq) MX2 (aq) Acid +  Base       Water + Salt  Chapter 14: How are Masses Related in a Chemical Change? Part1  Stoichiometry­ given a macroscopic quantity of one species before and after a chemical change, you can  find the quantity of a second species  Mass  Molar mass in grams  mole  Chapter 15: How are Masses Related in Chemical Change? Part 2 Limiting Reactant­ the reactant that is completely used up by the reaction  Excess Reaction­ the amount of the reaction which is still left over after the reaction is complete  Procedure for Limiting Reactant 1. A) the reactant that yields the smaller amount of product is the limiting reactant   B) the smaller amount of product is the amount that will be formed when all of the limiting reactant is  used up  2. Calculate the amount of excess reactant that is used by using that limiting reactant and converting it to  the excess reactant  3. Subtract the amount of excess reactant that was given in the problem initially form the amount  calculated in step two. This difference will give you the amount of the excess reactant that is unreacted. Chapter 16: How are Masses Related in a Chemical Change? Part 3 Ideal yield­ amount of product formed from the complete calculation  Actual Yield­ measured quantity determined by experiment  Percentage yield­ actual yield expressed as a percentage of the ideal yield yield= actual product yield ∗100 ideal product yield Chapter 17: What Models Represent the Gaseous State? Law of Combining Volumes­ reacting volumes are always in the ratio of small whole number if the  volumes are measured at the same temperature and pressure Avogadro’s Law­ equal volumes of all gases at the same temperature and pressure contain the same  number of molecules, V ∝ n, n= number of moles  Ideal Gas Equation­ PV=nRT  Ideal Gas Law­  volume is directly proportional to the number of moles and the temperature while being  indirectly proportional to pressure  Equation could also be PV=(m/MM)RT  Gases can be compresses, they can expand, gases have low densities due to the large amount of space  between each of the individual molecules, gases may be fixed in volume, Gases exert constant pressure on  the walls of its container uniformly in all directions  Ideal Gas model­ allows use to be able to visualize the nature of gas by comparing it with a physical  system  1. Gases consist of particulates moving at any given instant in a straight line  2. Molecules collide with each other and with the container walls without a loss of total kinetic  energy  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 3. Gas molecules are very widely spread out  4. Actual volume of molecules is negligible to the space they occupy  5. Gas molecules are independent; attractive forces between them are negligible  Ideal Gas­ a model of a gas constructed of identical particles that occupy no sufficient volume and exert  no forces on one another  Dalton’s Law of Partial Pressure­ total pressure exerted by a mixture of gases is the sum  of the partial  pressures of gases in the mixture  Real gases are different than ideal gases because the actual volume of molecules are negligible and that gas molecules behave as independent particles are only approximate  Real gases approach the characteristics of a real gas at low pressure and high temperatures  n 2 van de Waals Equation­  [P+a (V ]V−nb =nRT a= adjusts for the attractive forces among that particles, b­ corrects for the volume of molecules  closer a and b are to zero, the more the gas will behave like an ideal gas Chapter 18: How are Measurable Quantities Related in a Chemical Change When  One or More of the Species is a Gas?  Density of a mass over volume  Molar Volume (MV)­ the volume of a gas occupied by one mole of a gas molecule s MV ≡ V = RT n P Molar volume depends on temperature and pressure and is not constant  Solved in two based steps, convert to same temperature and pressure and then solve stoichiometry or vice  versa  Molar volumes will always cancel if given and wanted are at the same temperature and pressure  Chapter 20: How is Energy Related Systems and Chemical Change? Energy­ the ability to do work or transfer heat  Work (w)­ work done to move an object is the product of force and the distances that the object moves  Heat­ a form in which energy is transferred between substances with different temperature s Temperature­ a measure of average energy of particles in a substance  Exothermic reaction­chemical change that releases energy to its surroundings  Endothermic Change­ chemical change that absorbs energy from its surroundings  Potential Energy­ depends on its positon in a field where forces of attraction and/or repulsion are present  There are always electrostatic forces between charged particles  The minimization of energy is one driving forces that causes chemical reactions to occur  Kinetic Energy­any moving object, mechanical energy  Calorie (Cal)­ used by nutritionists to measure food energy  Thermodynamic system­ the portion of the universe under consideration  Open system­ has imaginary boundary, matter can move in and out of the system  Close System­ has physical barriers that keep quantity of matter in the system  State function­ Property whose volumes are determined only by the state of the system at a given moment  Internal energy­ energy of a system that results from sources other than the influence of external forces  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 Law of Conservation of Energy­ energy can neither be created nor destroyed  E, energy of a system­ state function only depends on the initial energy and the final energy states of the  system  Second Law of Thermodynamics­ heat flows into or out of a system, internal energy of the system  changes by a quantity equal to the quantity of heat transferred  First Law of Thermodynamics­ internal energy of a system changes by an amount equal to the sum of the heat that flows into or out of the system and the work done by the system +w ΔE ­ Change of internal energy of the system , q­ heat flow, w­ work­ signifies final minus  initial  Heat flow, q, is not a state function  Enthalpy, H­  H≡∆ E+P∆ V Pressure­ volume of work  work associated with chemical change in a liquid and gas phase, w=−P∆V Enthalpy is a state function  ∆ E=q−P∆V ∆ H Heat of Reaction, Enthalpy of Reaction,  ­ when a system gives off heat to surroundings Thermochemical Equation­ a chemical equation that includes change in energy by having an enthalpy  value   Make sure to use state symbols because enthalpy will change based on state of reactants and products  Endothermic reaction, enthalpy is positive and a reactant in the equation Exothermic reaction, enthalpy is negative and a product in the equation Chapter 21: What are the Relationships Among Heat, Energy, Temperature and  Mass for a Pure Substance ?  Change form liquid to solid  heat removed  Liquid to gas  heat is added  ∆ H vap ∆ H vap = enthalpy of vaporization, q ∝ m  q=  Units for heat of vaporization, kJ/g Enthalpy or Heat of Condensation­ the energy required to condense a liquid into a gas at its boiling point Same values as heat of vap but negative  Enthalpy of Fusion­ energy required to melt one gram of that substance  Fusion­ changing a solid to a liquid by heat, melting  Heat of Solidification­ liquid to a solid, numerical equal to heat of fusion but negative,  fus Specific Heat, c­ heat flow required to change the temperature of one gram of a substance by one degree  q centigrade, c= m ∆T , Procedure: Calculating total Heat flow for a Change in Temperature and State   Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 1) sketch a graph, marking starting and ending points of each stage as well as the starting and ending points for each problem  2) calculate heat flow, q for each sloped and horizontal portion of the graph between the starting and ending points 3) Add the heat flows calculation in step 2. Make sure that all of the units are either kJ or J for all the numbers being added.  Chapter 22: How are Heat Energy Change Determined? Calorimetry­ where heat transfer is used to determine specific heat or the heat of reaction  Calorimeter Constant, Kcal­  heat flow per unit of change in temperature  Enthalpy of formation­ change in enthalpy for the reaction in which pure, stable elements react at a  pressure of 1 bar if they are a gas to form one mole of product also at 1 bar if it is a gas  Liquids at STP­ bromine and mercury  Gases at STP­ hydrogen, nitrogen, oxygen fluorine, chlorine, and all 8A/18 elements  Diatomic elements­ hydrogen, nitrogen, oxygen, fluorine, bromine, chlorine, iodine  Carbon standard form  graphite or diamond  Hess’s Law­ if a reaction is carried out in a series of steps the enthalpy for the total reaction will be equal  to the sum of the enthalpy for each step  Chapter 23: How are Electrons Distributed within an Atom? The Bohr Model  Electromagnetic Radiation­ form of energy that consists of both electric and magnetic fields  Electromagnetic Spectrum­ gamma rays, x0rays, ultraviolet light, infrared light, microwaves, radio  waves, visible light  8 Speed of Light­ 3.00*10  meters/s  c=λν Wave equation­  , the speed of light is equal to the wavelength multiplied by the frequency  Continuous spectrum­ band of colors that results from the electromagnetic radiation emission over a  range of wavelengths  Line Spectrum­ spectral lines that appear when light emitted from a sample is analyzed in a spectroscope  Discrete Lines­ indicates that elements are individually distinct  Photon­ particle of light  Wave­ particle Duality­ all matter and energy possess both wavelike and particle like properties, photons  can behave like waves and particles  −34 Plank’s Constant­  6.626∗10 J ∙s  speicifies that light is not a continuous flow of radiation but a  series of individual photons  E=hv, energy is equal to plank’s constant time frequency  Photoelectric effect­ light can cause ejection of electrons from some metal surfaces  Quantized­ limited to specific values, it may never be between 2 values  Continuous­ can have any values between any two values, there is an infinite number of acceptable values  Quantized Energy Levels­ at any instant, electrons may have one of several possible energies, but at no  time can they have energy between them  Quantum Jump/leap­ when an electrons moves between orbits Electron can orbit at a certain specified distances but not found in between those distances  Ground state­ condition when all electrons in an atom occupy the lowest possible energy level Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 Excited State­ condition at which one or more electrons in an atom has an energy level above the ground  state, the electron is unstable  −R ∗1 E= H n2 2.1798722∗10 −18J R H Rydberg constant for hydrogen=    Chapter 24: How are Electrons Distributed within an Atom? The Quantum  Mechanical Model  h λ= mν whereλ=¿ de Broglie wavelength,  h­Planks constant, m­mass of particles, v­velocity, describes the wavelength of any particle  Heisenberg proved that it is impossible to simultaneously know both the position and velocity of an electron h Heisenberg Uncertainty Principle­  (Δx )(mΔυ)≥ 4π Δ x−uncertianty∈position,Δν−uncertiantyof velocity ,h−planksconstant The relationship in the Heisenberg uncertainty principle tells us that the product of uncertainty in position multiplied by the uncertain in velocity is greater than a specific constant Quantum Mechanical Model of the atom­ an atomic concept that recognizes four quantum numbers by which electron energy levels may be described  Probability Density­ probability that a particle is found in a specific three dimensional region in space  Seventh level is the highest occupied by the ground state electron  Sublevel­the levels into which principle energy levels are divided according to the quantum mechanical  model of the atom usually specified as the letters s, p, d and f  Sublevel specified by l=0,1,2,(n−1) , which lines up with a specific orbital (s, p, d, f) N= principle quantum number, the period in which the element is in. n=1, 2, 3… m l m l−l…0…+l Electron orbital quantum numbers­  ,    m =0 l=0    l ,                                     1 orbital for every s sublevel  l=1    m l−1,0,1                            3 orbitals for every p sublevel  l=2    m l−2,−1,0,1,2                5 orbitals for every d sublevel  l=3 m =−3   l , ­2 ­1, 0, 1, 2, 3        7 orbitals for every f  sublevel  Pauli Exclusion Principle­ at any time an orbital my be unoccupied, occupied by one electron or occupied by 2 electrons  M s spin is either + ½ or ­1/2 because electrons have to be spinning the opposite direction  Chapter 25: How are Electrons Distributed within an Atom? Electron Configuration­ ground state distribution of electrons among the orbitals of gaseous atoms  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 At ground state, electrons fill lowest energy orbitals available first, no orbital can have more than 2  electrons  Group 1A/1 and 2A/2 (s sublevel) are the highest occupied sublevels  P orbitals fill across 3A/13­8A/18  D orbitals fill across groups 3B­ 2B F orbitals fill across lanthanide and actinide series  Nobel Gas Core­ short hand notation used in electron configuration when the chemical symbol of a Noble  gas is in square brackets which substitutes for the electron configuration of the element  List sublevels in order of increasing energy, establish the number of electrons in the highest occupied  energy sublevel of the atom  Procedure: Writing Electron Configurations  1. Locate element in the periodic table. From position, identify and write the electron configuration of the  highest occupied energy sublevel  2. To the left of the highest occupied energy sublevel, list all lower energy sublevels in order of increasing  energy  3. For each filled lower energy sublevel write the superscript of the number of electrons that fill that  particular sublevel  4. Confirm the total number of electrons is the same as the atomic number of the element. (adding together  all the superscripts)  Orbital Diagram­ diagram that shows how many electrons are in each orbital  Hund’s rule­ the most stable arrangement of electrons is the one that has the maximum number of  unpaired electrons  Procedure: How to Write an Orbital Diagram  1. Write electron configuration using the noble gas core  2. Draw boxes to represent orbitals, 1s orbital (1 box), 3 p orbitals (3 boxes), 5 d orbitals (5 boxes), and 7 f  orbitals (7 boxes)  3. Fill each with electrons. Fill boxes in each sublevel one at a time before doubling up as necessary until  all electrons are accounted for  Valance electron­ the highest energy s and p electrons in an atom, which determine the bonding  characteristics of an element  Lewis Dot Symbols, Electron Dot Symbols­ shows the number of valance electrons for an element Only the noble gases have 8 total electrons   Chapter 26: What Causes Trends in Properties of Elements? Franklard discovered the patterns among the periodic table  Valence­ combing power of an element  Effective Nuclear charge­ the actual nuclear charge subtracted from the shielding constant, Z    eff increases across the period table, remains constant going down the periodic table  Atomic Radius­ average distance between the nucleus of an atom of the element and the outer limits of  electron cloud  Atomic Orbital­ probability of finding an electron, not definite boundary  Atomic size­  increases from right to left across a period and increases from top to bottom, smaller atoms  are towards the upper right corner and the larger are toward the bottom left corner  Isoelectric Series­  group of atoms and/or ions that have the same number of electrons  Ionic Size­ size of ions increases down a group in in the periodic table, size of ion in an isoelectric series  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 decreases with increasing atomic number. Monoatomic cations are smaller than the original atom.  Monoatomic anions are large than the original atom  Ionization energy­ energy required to removed one electron from a neutral gaseous atom of an element  Increasing effective nuclear charge  negatively charged valance electrons are attracted more strongly to  the nucleus meaning that the atom has more energy to remove electrons  First Ionization energy­ increases from left to right across a period and from the bottom to the top. The  highest first ionization energy is in the upper right hand corner  Electron Affinity­ change in energy that occurs when an electron is added to a gaseous atom or ion  Trend of electron affinity­ generally increase from right to left on any row, atoms with the most electron  affinities are on the right side Metal­ can lose one or more electrons and become positively charged  Nonmetal­ lack the metal qualities  Metalloids/semimetals­ properties of both metals and nonmetals  Summary: Metallic Character­ increases from right to left across the periodic table  Chemical families­ groups with properties in common  Reactivity­ tendency to react with other elements to form compounds  Alkali metals­ group 1A/1, easily valance electrons, density increases going town the table Alkaline Earth metals­  group 2A/2, reactivity increases going down the table  Halogens­ group 7A/17, very easily gains electrons, reactivity decrease down the table  Noble gases­ group 8A/18, very unreactive, high ionization energies, full outer orbital  Chapter 27: How do Atoms Combine to Form Ionic Compounds and Molecules?  Chemical bond­ forces that hold atoms together to form molecules or polyatomic ions, holds atoms  together in metals, or that hold oppositely charge ions together to form ionic compounds  The outer most electrons are the valance electrons  Cation­ atom loses one or more electrons, creating a positive charge  Anion­ atom loses one or more electrons, creating a negative charge  Ionic Compounds­ compounds made up of ions, or solutions of ionic compounds  Crystal­ ions arranged so potential energy resulting from the attractions and repulsions between atoms are  at a minimum  Ionic Bonds­ strong electrostatic forces that hold the ions in a fixed position in the crystal  When substances melt or dissolve, the crystal structure is destroyed  Molecular compounds­ ultimate structural unit is an individual particle  Covalent bond­ shares one or more pairs of electrons between 2 or more nonmetals  Electron cloud/Charge density­ two electrons that are concentrated in the region between 2 nuclei  Overlap­ atomic orbital of separated atoms  Electrons link nuclei together­ they are the glue that bonds atoms to each other  Lone pairs­  unshared electron pairs  Octet rule­ outer most orbital that has to have 8 total elections, the stability of the noble gas formation  minimizes the energy associated with the configuration  Types of bonds­ single, double, triple, multiple  Bond Strength­ energy required to break a bond Nonpolar bond­ a bond in which bonding electrons are shared equally  Polar Bond­ a bond in which bonding electrons are shared unequally  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 Electronegativity­ ability of an atom of that element in a molecule to attract bonding electrons pairs to  itself  High electronegativity’s elements have strong attraction for bonding electrons  The greater the difference in electronegativity’s the more polar the bond is  Electronegativity increases from left to right, fluorine is the most electronegative element  Chapter 28: How can the Two Dimensional Arrangement of Atoms in Molecules be predicted?  1) Determine the number of valance electrons  2) Determine the central atom  3) Draw the first draft of the Lewis Diagram 4) Adjust as necessary­ too many electrons, add more bonds to the central atom, two few electrons,  add more lone pairs to the central atom  5) Analyze formal charge  Constitutional Isomer­ made up of the same atoms connected differently, yields different properties  When drawing a Lewis diagram of an ion, surround the drawing with brackets and the charge in the upper  right hand corner Better to have a charge spread around the terminal atoms Hydrogens will always attach to oxygens in acids  Formal charge­ charge that an atom would experience if bonding electrons are shared equally  Formal charge= electrons on a separate atom­ electrons on the atom in the molecule, (count one electron  for every bonded pair and two for every lone pair  Best Lewis diagram will have the least number of formal charges  Negative formal charges should be on the most electronegative atom  Opposite charges occur on neighboring atoms  Chapter 29: How are Covalent Bonds in Molecules Optimally Arranged and What  are their Lengths and Strengths? Resonance structures­ series of Lewis diagrams that illustrate the different possible distributions of  valance electrons  A molecules structure doesn’t change, only the bonds  Odd electron molecules, molecules with atoms that have more or less than the octet are the only atoms that  will violate the octet rule  Odd electrons will go on the least electronegative atom  Free radicals­ species with odd numbers of electrons  rd 3  period and higher can have up to 9 bonds because of the d orbitals  Atomic size increases going down a group causing larger atoms to accommodate greater number of  adjoining bonds  Make sure that Carbon, nitrogen, oxygen and fluorine always fulfil the octet rule  After first Lewis diagram is drawn, then proceed to draw any possible resonance structures  Bond order­ number of electrons pairs shared in a covalent bond between two atoms  Bond Length­ average distance between nuclei of two atoms in a molecule  Bond length varies with atomic size, large atom, greater length of bond from it constant second atom  Bonding Enthalpy­ amount of energy required to break a specified bond in one mole of a compound in the gas phase  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 Enthalpy is equal to the bond energy of the reactants subtracted from the bond energy of the products  General reaction, aA+bB  dD+eE, ∆ H=[a ΣBEof A +b (ΣBE of B )]−[d (ΣBEof D +e (ΣBEof E )] Chapter 30: How can Three Dimensional Arrangement of Atoms in molecules be  predicted?  Molecular Geometry­ shape of molecules  Valance shell electron pair repulsion theory (VSEPR)­  theory use to describe molecular geometry,  applies primarily to carbon, nitrogen and oxygen, electron pairs we draw repel each other in real molecules Electron Pair geometry­ arrangement of electron pairs  Description Lone pairs  Bonded  Geometrical Name  Bonding Angle  pairs  2 electron pairs, 2 bonded atoms  None  2  Linear  180 3 electron pairs, 3 bonded atoms  None  3  Trigonal Planar  120 3 electron pairs, 2 bonded atoms  1  2  Angular  120 4 electron pairs, 4 bonded atoms  None  4 Tetrahedral  109.5 4 electron pairs, 3 bonded atoms  1 3 Trigonal pyramidal 107.5 4 electron pairs, 2 bonded atoms  2 2 Bent  104.5 5 electron pairs, 5 bonded atoms  None  5 Trigonal bipyramidal 120 and 90 5 electron pairs, 4 bonded atoms  1 4 See­ saw  120 and 90 5 electron pairs, 3 bonded  2 3 T­ shape  120 and 90 5 electron pairs, 2 bonded  3 2 Linear  180  6 electron pairs, 6 bonded atoms  None  6 Octahedral  90 6 electron pairs, 5 bonded atoms  1 5 Square pyramidal  90 6 electron pairs, 4 bonded atoms  2 4 Square planar  90 Drawing Wedge and Dash diagrams  1) 2 atoms on the same plane as the page connect with a solid uniform line  2) Atoms that are behind the plane of the page, connect to central atom by a dashed line, width  increases moving away from central atom  3) Atoms that are in front of the plane of page, connect to central atom by a wedge shaped solid line,  increases in width away from central atom  Predicting Molecular Geometries 1) Draw Lewis diagrams  2) Count total number of electron pairs around the central atom, bonding and lone pairs, the count  only bonding paris  3) Determine electron pair geometry  4) Determine molecular geometry  5) Draw wedge and dash diagram of molecule  Polar molecule­ one which there is an asymmetrical distribution of charge  Nonpolar molecule­ cancellation of polar bonds, no overall net regions of positive or negative charge  Chapter 31: How is Bonding Explained when Atomic Orbital Overlap Model Fails?  Sigma ( σ ) bond­ orbitals overlap end to end, so only one of the lobes of the p orbital is involved in the covalent bond  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 Hybrid orbitals­ orbitals of separate atoms change into hybrid orbitals when bonding to 2 or more atoms  Lowest energy orbitals mix to form hybrid orbitals with energy in between energies of atomic orbitals  Sp Hybrid orbital­ hybrid orbitals from mixing 1 s and 1 p orbitals, looks like a leaf of a four­leaf clover,  line up with a liner electron pair geometry  Sp ­ 1 s orbitals and 2 p orbitals will mix and hybridize, lines up with trigonal planar electron pair  geometry  Sp  hybrid­ four half filled orbitals, forming 4 single bonds, 1 s orbital and 3 p orbitals, lines up with  tetrahedral electron pair geometry  Sp d hybrid­ one s orbital, 3 p orbitals, and 1 d orbitals are hybridized, lines up with trigonal biprymidal  electron pair geometry   3 2 Sp d  hybrid orbitals­ when 1 s orbital, 3 p orbitals, and 2 d orbitals overlap to form 6 total bonds, lines  up with octahedral electron pair geometry  Cis­trans isomer­ molecules that have 2 isomers that result from a particular atom being on either the  same side (cis) or the opposite side (trans) of the double bond  Sigma bonds allow for rotation around the bond. Double bonds can rotate in any way  because of pi bond  present  P orbitals maximize the distance from the hybrid orbital  Delocalized­ pi electrons are not restricted to a narrowly defined location, they belong to the entire  molecule Chapter 33: What Particulate Level Interactions Govern the Liquid State? liquids can be compressed because there is no space between liquid particles  Strong attractions hold liquid particles together  Liquids have high densities, mass per unit of volume  Liquids cant be mixed in a fixed volume  Vapor pressure­ partial pressure exerted by gaseous particles  Equilibrium Vapor Pressure­  gas space above the liquid is closed, vapor increases to a definite volume  High vapor pressure, low intermolecular forces  Heat of Vaporization­ energy required to change 1 mole of a liquid to a gas, while at constant temperature and pressure  Heat of condensation­ energy released in opposite processes, vapor condenses to liquid phase  Boiling point­ average kinetic energy of liquid particles is high enough to overcome the forces of  attraction that holds the particles in the liquid form  Viscosity­ ability of a liquid to flow, internal resistance to flow, partially based on intermolecular  attractions  Surface tension­ internal energy toward minimum surface, at surface all attractive forces are downward  Dipole forces­ the forces between polar molecules  Polar molecules have higher boiling point than nonpolar substances, have stronger intermolecular  attractions  Induced dipole forces­ attractions between substances with nonpolar molecular, caused by shifting  electron cloud within molecules  Hydrogen bond­ extra strong attractions between molecules that occur because of hydrogen bonds, only  occur between nitrogen, oxygen and fluorine  Solubility determined by strength of intermolecular forces within the solute, solvent and between solute  Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 and solvent, partial pressure of solute and temperature Chapter 34: What are the Characteristics of Phase Equilibrium?  Kinetic Energy Distribution Curve­  range of kinetic energies at a certain temperature  Equilibrium­  rates of change in opposite directions are equal  Dynamic Equilibrium­ molecules constantly switching between liquid and vapor phases Equilibrium Vapor Pressure­ the partial pressure exerted by a vapor in equilibrium with its liquid phase  at a given temperature  Reversible changes­  changes that can occur in either direction symbolized with double arrows Boiling­ vapor bubbles from throughout the liquid and rise to the surface and burst  Boiling point­ temperature at which vapor pressure of a liquid is equal to the external pressure above the  surface  Solid water is less dense than liquid water  Phase diagram­ plotting pressure and temperatures at which a substance undergoes a phase change  Sublimation­ describes transition between solid state and vapor state without a liquid in between  Deposition­ transition between vapor and solid phase with no liquid phase in between  Triple point­ all three phases exist at a specific temperature and pressure  Supercritical fluid­ at a specific temperature and pressure phase are no longer distinctly seen  Critical point­ pressure and temperature where liquid vapor equilibrium doesn’t matter, essentially a  liquid and a gas at the same time  Melting points increase with increasing pressure Chapter 36: What is a Solution and How is it Concentration Expressed? Solution­ homogeneous mixture, uniform distribution throughout the solution components  Solute­ substances in relatively small amount  Solvent­ medium which solute is being dissolvent into  Concentrated­ relatively large quantity of solute per unit of solution  Dilute­ relatively small quantity of solute per unit of solution  Solubility­ measure of how much solute will dissolve in a given amount of solvent at a given temperature  Saturated­ solution whose concentration is at the solubility limit  Unsaturated­ solution whose concentration is below the solubility limit  Supersaturated­ solution whose concentration of solute is greater than the solubility limit  Misible­ soluble, but only applied to liquids  Immisible­ insoluble, only applied to liquids  Hydrated­ ions surrounded by polar water molecules  Dissolving is a reversible process  Rate of crystallization depends on concentration of solute crystal at surface  Rate of dissolving and crystallization are the same at equilibrium  Dissolving time depends on surface area, crystallization rate and temperature  Molarity, M­ moles of solute per liter of solution  Molarity can be used as a conversion factor when going from liters to moles or moles to liters  M V = M V , M= molarity, V= volume, used in dilutions  1 1  2 2 Chapter 37: How are Chemical Changes in Solution Described? Part 1 Electrodes­ electrical cord attached to a battery and a light bulb Final Study Guide, Chem 141, Fall 2015 A solution must contain ions so that electricity can flow through the solution  Electrolysis indication of ions that make up an electrical current in a solution  Strong electrolyte­ good conductor  Weak electrolyte­ poor conductor  Nonelectrolyte­ doesn’t conduct electricity  Acid­ hydrogen bearing molecule or ion that releases a hydrogen ion in a water solution  Strong acid­ almost all of the molecules of the original compound dissociate into the solution, major  species is ions  Weak acid­ only slightly ionized into solution, major species is molecules  7 strong acids­ HCl, HClO , 3ClO , H4r, HI, HNO , and 3 SO 2 4 Conventional equation­ standard chemical equation that we have learned to write, used for stoichiometry  Total Ionic Equation­ replaces formulas of dissolved substances with major species in solution  Spectator ions­ ions present at the scenes of the reaction but experiences no chemical change, appears on  both sides of the equation  Net ionic equation­ equations where all spectators are removed.  Chapter 38: How are Chemical Changes in Solution Described? Part 2 Activity Series­ able to tell which molecules are more likely to give up electrons or if they want to stay a  solid, used in predicting products in a single replacement reaction  Look at the order in which an element appears in the activity series, if element A has a higher positon than  element B, the A will replace B in the products to form AX Look at the order in which an element appears in the activity series, if element A has a higher positon than  element B, the A will replace B in the products to form AX Ion Combing Reaction­ cation from one reactant combines with anion from another to form a particular  kind of product compound  Precipitate­ a solid formed in a double replacement reaction, precipitation reaction  Molecular Product­ reaction of an acid which leads to a combination of ions instead of precipitate  Water is not ionized in liquid state  Carbonic acid­ breaks apart into water and carbon dioxide gas  Sulfurous acid product­ splits into water and sulfur dioxide gas  Ammonium hydroxide (doest exist)­ forms water and ammonia Chapter 39: How are Solution Quantities Related in Chemical Change?  Titration­ careful addition of one solution to another by means of a device can measure delivered volume  precisely  Indicator­ changes color to show complete neutralization of an acid or base  Standardize­ finding concentration for use in titrations  When dealing with a hydrate, water doesn’t need to be in the equation but is accounted for in weight 


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

50 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"

Jennifer McGill UCSF Med School

"Selling my MCAT study guides and notes has been a great source of side revenue while I'm in school. Some months I'm making over $500! Plus, it makes me happy knowing that I'm helping future med students with their MCAT."

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.