Солнечный элемент является фундаментальным элементом солнечной панели, устройства, которое преобразует солнечный свет в электричество. Профессионально сделанные солнечные элементы изготовлены из специального полупроводникового материала, зажатого между металлическими контактами и слоем неотражающего стекла. Полупроводник специально сделан, чтобы быть чувствительным к фотоэлектрическому эффекту и реагирует на свет, выпуская поток электронов. Хотя эти материалы дороги, вы можете сделать свой собственный солнечный элемент дома из материалов, которые намного дешевле и легче найти. Самодельный солнечный элемент идеально подходит для демонстраций научного класса, научных ярмарок и даже для питания ваших собственных небольших устройств.

Атомы образуют два типа связей: ионные и ковалентные. Ионные связи, которые являются общими для элементов в группе 1 периодической таблицы (металлы) и в группе 17 (галогены), возникают, когда один атом теряет электрон, а другой атом приобретает его. Оба атома становятся заряженными ионами и электростатически притягивают друг друга. Ковалентные связи возникают, когда атомы имеют общие электронные пары. Эти связи могут быть полярными или неполярными, и это имеет значение. Полярные молекулы электрически нейтральны, но располагаются таким образом, чтобы дать молекуле полную разницу зарядов между одним концом и другим. Они будут растворяться в воде в различной степени, потому что молекула воды является полярной, тогда как неполярные молекулы не будут.

Изомеры представляют собой соединения, которые идентичны по формуле, но различаются по структуре или пространственному расположению. Они встречаются по всей природе, но представляют особый интерес в органической химии - изучении соединений углерода - из-за огромного разнообразия экономически важных органических молекул. Ученые пытались математически вывести число изомеров органических молекул с прямой цепью, называемых алканами, но не обнаружили простых связей между количеством изомеров и содержанием углерода. Тем не менее, компьютерные программы, которые разлагают алкановые структуры на управляемые фрагменты, дают хорошие результаты.

Многим студентам-химикам приходится рассчитывать количество представительных частиц в веществе. Вещество имеет определенный химический состав с соответствующей химической формулой. Типичными частицами могут быть атомы, молекулы, формульные единицы или ионы, в зависимости от природы вещества. Стандартной единицей измерения количества вещества является моль, где 1 моль содержит 6,02 × 10 23 частиц. Это количество называется номером Авогадро.

Атомы в твердых телах расположены в одной из нескольких периодических структур, известных как решетки. Кристаллические структуры, в отличие от аморфных структур, показывают определенную повторяющуюся структуру расположения атомов. Большинство твердых тел образуют регулярное расположение атомов как способ минимизировать энергию в системе. Самая простая повторяющаяся единица атомов в структуре называется элементарной ячейкой. Вся твердая структура состоит из этой элементарной ячейки, повторенной в трех измерениях.