化学物質
大気や水などの環境中に排出された化学物質によって人や環境中の生物に生じるリスク。
化学元素(chemical element、元素)は特定の種類の原子から構成される化学物質であるため、化学反応によって分解したり、別の元素に変換することはできないが、原子核反応によって別の元素に変換することはできる。これは、ある元素のサンプルに含まれる原子はすべて同じ数の陽子を持つが、中性子の数が異なる同位体である可能性があるためである。
2019年現在、既知の元素は118種類あり、そのうち約80種類は安定元素で、放射性崩壊によって他の元素に変化することはない。元素の中には、複数の化学物質(同素体)で存在するものがある。たとえば、酸素は二原子酸素(O2)としても、オゾン(O3)としても存在する。元素の過半数は金属に分類される。金属は、鉄、銅、金など、特徴的な光沢を持つ元素である。典型的な金属は電気や熱をよく伝導し、展性や延性がある。炭素、窒素、酸素など約14-21種類の元素は非金属に分類される。非金属は前述のような金属的な性質は持たないが、電気陰性度が高く、陰イオンを形成する傾向がある。ケイ素のような特定の元素は、金属に似ていることもあれば、非金属に似ていることもあり、半金属元素(メタロイド)と呼ばれている。
反応化学量論(reaction stoichiometry)は、化学反応に関与する物質間の量的関係を記述することを扱う。上記の例の場合、反応化学量論では、メタンと酸素が反応して二酸化炭素と水を生成する際の量的な関係を測定する。
モルと原子量との関係はよく理解されているため、化学量論によって得られる比率を利用して、平衡化学式で記述された反応における質量による量を決定することができる。これは、組成化学量論(composition stoichiometry)という。
気体化学量論(gas stoichiometry)は、気体が既知の温度、圧力、体積にあって、理想気体であると仮定できる気体を含む反応を扱う。気体の場合、理想気体の法則によって体積比は理想的に同じになるが、一つの反応の質量比は反応物と生成物の分子質量から計算しなければならない。実際には、同位体が存在するため、質量比を計算する際にはモル質量が代用される。