세상이 무엇으로 이루어져 있는지 이해하는 것은 겉으로 보기에는 다소 난해한 탐구처럼 보일 수 있다. 하지만 이 탐구는 실제로 가장 큰 결과를 가져온 것으로 느껴진다. 플라스틱, 비료, 자동차, 컴퓨터, 인터넷, 유전공학, 휴대전화, GPS 등은 모두, 적어도 부분적으로는 이 질문에 답하기 위한 시도에서 비롯된 것이다. 이 모든 물질의 중심에는 고체, 액체, 기체 등 모든 물질이 궁극적으로 무수히 많은 작은 입자들로 구성되어 있다는 인식이 자리 잡고 있다. 원자라고 불리는 더 작은 단위로 구성된 분자가 화학 결합으로 결합하여 단순 화합물 또는 복합 화합물을 형성하거나 단독 원자 자체로 구성된다. 원자와 분자 사이의 상호작용은 화학의 모든 기초를 형성한다. 하지만, 과학자들은 역설적으로 물질(matter) ..

물질은 여러 가지로 분류할 수 있다. 크게 두 가지 범주는 혼합물(混合物, mixture)과 순물질(純物質)이다. 순물질은 조성이 일정하며, 모든 시료는 정확히 같은 구성과 특성을 가진다. 모든 자당(Sucrose, 설탕) 시료는 질량 기준으로 42.1%의 탄소, 6.5%의 수소 및 51.4%의 산소로 구성된다. 또한 어떤 시료는 융점, 색상 및 단맛과 같은 물리 특성을 가진다. 순물질은 원소와 화합물로 나누어진다. 화학변화로 더 단순한 물질로 분해될 수 없는 순물질을 원소(元素, element)라고 한다. 철, 은, 금, 알루미늄, 유황, 산소, 구리 등은 100가지가 넘게 알려진 원소 중 가장 잘 알려진 원소이며, 그중 약 90가지는 지구상에서 자연적으로 발생하며, 20여 가지는 실험실에서 만들어진 ..