化学是研究由分子分割到原子这个层次中的规律的科学。在化学变化中，分子分割成原子(包括离子、原子团)，而原子不能进一步分割下去，只是组成原分子的原子，按照不同的方式重新结合，形成新的分子(也可形成离子、原子基团)。研究原子的聚集、分离以及变化中的能量变化，从而有目的地实现物质的转化和在转化中的能量利用……这些就构成了化学的主要课题。所以说，化学就是研究物质的性质、结构、组成、变化和应用的一门基础自然科学。
化学要解决天然资源的化学利用，并利用天然资源提供各种类型的合成材料，如金属、非金属、各种合金、各种化合物等；通过对具有生物活性物质的结构、性质进行研究，模拟生物化学过程，人工合成天然物质的类似物，并进一步合成更新性能的物质；对生物体系的化学过程研究，可为揭示生命奥秘、解除疾病与增进健康、延长人的寿命开辟新途径，为解决能源，环境保护做出贡献。
化学起源于人类的生产劳动。我国古代在陶瓷、冶炼、染色、制盐、酿酒、造纸、火药等化学工艺方面有着辉煌的成就。国外化学知识产生最早的是埃及，后经希腊、罗马和阿拉伯人的扩展，传入西欧。化学成为一门独立的学科约有300年的历史。19世纪以来化学的进展较快，原有的理论被不断地充实和完善，同时新的理论也相继创立。其中最主要的有原子分子学说、原子与分子结构、碳价键四面体、元素周期律及有关化学热力学和动力学理论。特别是20世纪20年代以后，由于量子概念的引入，产生了量子化学。在量子化学的渗透下，结构化学又快速推进，为现代化学的发展，奠定了理论基础。
根据研究物质对象和方法的不同，化学一般划分为无机化学、有机化学、物理化学、结构化学、分析化学、工业化学、生物化学等若干分支。化学与其他学科如医学、生物学、物理学、植物学、地质学等有密切联系。
随着生产、生活的需要，化学在各领域的应用更加广泛，促使化学衍生出许多分支及边缘学科，如农业化学、石油化学、微生物化学、高分子化学等。
20世纪40年代以来，化学理论产生了飞跃，使化学从原来的经验、半经验向理论过渡，从定性向定量过渡，从宏观向微观过渡，从静态向动态研究过渡，从简单体系向复杂体系过渡。量子化学成为现代化学研究的重要理论基础。化学在人类生活中所占据的地位越来越高。
话说基本元素
物质的种类虽然多不胜数，但科学工作者对已发现的所有物质，采用各种手段对其分析研究后发现，构成众多物质的基本化学元素只有109种(据报道，国外科学家又人工制造了110号化学元素，但目前国际上还未正式认可)。
到目前为止，已经知道的109种元素，从第1号元素氢到第94号元索钚，都是自然界里本来就存在的。第94号元素以后的各种化学元素是最近几十年来，由人工合成制造的，还没有在自然界里找到。它们都是放射性元素，最后几种寿命极短，一合成就蜕变成别的元素了。
一百多种化学元素，相互间通过各种不同的方式结合，从而形成了各种不同的物质。特别是含碳元素的物质，其种类和数目远远多于其他元素所形成的物质。109种化学元素就构成了我们这个绚丽纷繁的世界。
原子内部的奥秘
原子能否再分裂成更小的粒子？1895年英国科学家汤姆逊通过“低压气体导电”实验和理论研究，发现了电子的存在，回答了这个科学界的疑问。
其实验是，当将阴极射线管抽成部分真空并与高压电源联结时，便有电流从管内流过。伴随着电流流动，阴极射出一束射线。此射线撞在玻璃管壁的屏上，即显荧光，利用荧光现象可以知道有射线的存在。人们对阴极射线的特性进行了充分的研究，特别是发现这种射线在电场或磁场作用下都会发生偏转。汤姆逊对偏转的性质进行了仔细探求之后，宣称：这种射线是由带负电的粒子流组成的，并把这种带负电的粒子称为电子。他还进一步测量了电子的荷质比，发现不论管内含有何种气体，射线所带的荷质比并无不同。这一事实证明电子是各种原子所共有的一种基本粒子，同时也说明原子具有复杂结构。
可以沿着荧光屏移动1911年，英国科学家卢瑟福和他的学生进行了一系列的实验。他们借助一个放射源用α-粒子(去掉外层电子的氦原子)轰击一块金箔，利用荧光屏观察α-粒子的散射程度，发现绝大多数α-粒子几乎没有偏转就穿过金箔。然而，也有少数α-粒子成锐角反射回来。记录荧光屏上由α-粒子轰击所产生的亮点数目，就可以测定从不同角度反射的α-粒子的相对数目。卢瑟福提出，散射是由金原子内部存在的正电荷中心所引起的，这个正电中心的质量与原子质量非常接近，但直径(约10-14米)只有原子直径的万分之一。卢瑟福用许多不同元素的箔片，多次重复实验，其结果相似。据此他确认：原子内含有一个体积小而质量大的、带正电的中心，这就是原子核。
以后，人们对原子内部的了解步步加深。从发现原子内部含有电子和原子核后，又发现原子核是由质子和中子组成的。电子、质子、中子都是“基本粒子”。“基本粒子”也和分子、原子一样，并不是“不可再分”的，而是有着复杂的结构。
化学元素符号的确定
到目前为止，人们发现的化学元素有109多种。每种化学元素除了用它的名称表示外，在化学上还常用元素符号来表示。
在1860年以前，国际上尚无统一的化学元素符号。到了19世纪，道尔顿用各式各样的圆圈来代表各种化学元素。
当时已知的元素，只不过二三十种，用这种符号尚无不可。但后来发现元素逐渐增加，道尔顿的元素符号就越来越难适用了。
道尔顿早期化学元素符号于是在1860年召开的国际化学会议上便制定了目前使用的化学元素符号。它规定一切化学元素符号均采用元素的拉丁文名称的第一个字母来表示，倘若第一个字母与其他元素相同，则附加第二个或其后的一个字母(小写)。如氧O(Oxygenium)、钛Ti(Titanium)、钽Ta(Tantalum)、银Ag(Agentum)等。自从人工制造104、105号元素后，有关国际会议建议104号以后的新元素按原子序数的拉丁文数字命名。104、105、106、107号元素，分别以unq、unp、unh、uns表示。
能杀菌的金属银
古时候，人们就知道用银碗盛牛奶等食物，可以保存较长的时间而不变质。当食物同银碗接触以后，食物中的水就会使微量的银变成银离子。银离子的杀菌能力相当强，每升水中只要有一千亿分之二克的银离子，就足以叫细菌一命呜呼了。
银离子的杀菌功能，还可以用在消毒和外科救护方面。古埃及人就已经知道，用银片覆盖伤口有疗效。后来有人用“银纱布”来包扎伤口，治疗皮肤创伤和难治的溃疡，有时会收到很好效果。现代医学中，医生常用1％的硝酸银溶液滴入新生儿的眼睛里，以防治新生儿眼病。驰名中外的中医针灸，最早使用的就是小小的银针。
银还有许多用处，它作为良导体可以制作导线。电镀、制镜、摄影等行业也十分需要它。
能测知年代的同位素碳-14
科学家发现，一棵树、一片草叶、一只蜜蜂，以及人体中的一点肝脏、一片指甲，在每6×1012个碳原子中一定有一个是碳－14原子。这种原子每分钟能放出16个β粒子，自己则转变成碳的其他同位素。假如生物(植物或动物)活着，碳-14原子则衰变多少就能补充多少，总保持一定的数量。假如有人砍倒了一棵树，这棵树死了，就不会再补充不断减少的碳-14了。可是，原来的碳-14原子还在继续衰变。要知道，从活树上碳-14原子每分钟放射16个β粒子，逐渐地“衰变”，到只能每分钟放射8个β粒子，经历这样一个“半衰期”，需要5730年。因此，几千年后人们发现了这棵被砍倒的树，锯下一块木头，将它加热变成炭，从中取出1克，用放射性探测器测出它每分钟能放射的8个β粒子，经过计算，就会确知这棵树究竟是在什么时候被砍倒的。
这一发现在考古、地质研究方面是很有用的。我们说五千年前地球上已有了人类，他们会用火，会砍树，会制作草鞋。这也是通过碳-14原子测定的。
五颜六色的金合金
黄金是延展性最好的金属，1克金可以拉成长达4000米的细丝。
黄金也可以压成比纸还薄得多的金箔，厚度只有五十万分之一厘米。这样薄的金箔，看上去几乎是透明的，带点绿色或蓝色。薄到一定程度的黄金，既能隔热，又能透光，所以黄金薄膜可以用作太空人和消防队员面罩的隔热物质。在冬季利用黄金薄膜把太阳辐射中的热射线反射到室中，室内就温暖如春；夏季，在房屋的玻璃窗外，贴上一层黄金镀膜，可将太阳的绝大部分热射线反射出去，室内不会闷热。
用黄金做成的合金，会变金黄色、红色、玫瑰色、灰色、绿色，一直变到白色。红色的金合金中含75％的金、16．6％的银和8．4％的镉。有一种金铜合金，称作红铜；一种金银合金叫红银。这两种合金用盐溶液处理后，就出现紫色或者浅蓝黑色。在地壳里金的含量不算少，据估计，大约占地壳的一百亿分之五，但是都很分散，真是“遍地有黄金”！海洋中金的含量也十分丰富，是个“大金库”。
同素异形体金刚石与石墨
坚硬的金刚石与软、脆的石墨、木炭是“孪生兄弟”，都由碳元素构成，是同素异形体。
纯净的金刚石应该是无色透明的。金刚石比同体积的水重三倍半，又硬得出奇，是最硬的物质。可以用来划玻璃和制作钻机的钻头，开采石油。
石墨是松软的、不透明的灰黑色细鳞片状的晶体。它同金刚石恰恰相反，是最软的矿物之一。把石墨和黏土混合，就可以用来做铅笔芯。掺的黏土越多，铅笔芯越硬。干电池中的碳精棒，也是它的一种“化身”。