La chimie est la science qui étudie les formes et les propriétés de la matière. La chimie étudie comment les particules microscopiques de la matière, les atomes, peuvent donner des édifices immenses par rapport à leur taille comme un corps humain, un arbre, une pierre, du métal...

En fait la chimie étudie principalement comment ces atomes se lient entre eux, pour donner des molécules, et pourquoi certaines liaisons sont possibles et d'autres pas. C'est la chimie qui étudie aussi les réactions entre les composés au cours d'une phase que l'on appelle la réaction chimique.

Aujourd'hui, la chimie est une science importante, comme d'autres, pour l'avenir. Il va en effet devenir nécessaire de réduire la consommation de pétrole et plusieurs voies existent, en utilisant d'autres sources d'énergies ou en trouvant d'autres matériaux.

La compréhension des phénomènes chimiques est relativement récente (XIXe siècle). Ceci vient du fait que les atomes qui constituent la matière ne sont pas visibles au microscope et encore moins à l'œil nu. Pour découvrir les phénomènes chimiques et les démontrer, il a fallu être capable de détecter ses propriétés électriques et magnétiques. Auparavant, les résultats n'étaient basés que sur l'expérimentation. On appelle ce type de résultat des résultats empiriques.

Elle répond à la question pourquoi certaines réactions chimiques sont possibles et d'autres pas. Par exemple, si on met de l'acide sur du cuivre, il ne se passe rien, alors que de l'acide mis sur d'autres métaux les ronge.

Sur terre, la matière peut changer d'état : selon température et pression, elle peut être solide, liquide ou gazeuse.

Sur Terre, il existe (dans l'état actuel des connaissances) naturellement 92 sortes d'atomes. Si les atomes ne s'accrochaient pas entre eux, il n'y aurait que 92 sortes de gaz et rien d'autre, et nous n'existerions pas. Heureusement, les atomes s'accrochent les uns aux autres, et il existe des solides et des liquides en plus des gaz, ainsi que beaucoup plus que 92 sortes de gaz. Les atomes s'accrochent les uns aux autres grâce aux électrons.

Certains atomes ont le nombre d'électrons qu'il faut. Ils n'en ont ni trop, ni pas assez. On les appelle gaz rares ou gaz inertes. Comme ils n'échangent pas leurs électrons, ils ne s'accrochent à rien et restent sous la forme d'atome isolé. Ces gaz inertes sont les atomes de la colonne VIII A du tableau périodique des éléments, c'est-à-dire l'hélium, le néon, l'argon, le krypton, le xénon et le radon. Il est très difficile de les transformer (mais non impossible) en liquide ou en solide.

Certains atomes ont un, deux ou trois électrons de trop. Quand ils sont entre eux, ils s'empilent avec des formes régulières (ils sont bien en rang) et les électrons en trop se promènent entre les rangs. On dit qu'il y a des électrons libres. C'est pourquoi le courant électrique peut facilement les traverser.

À l'inverse, il existe des atomes auxquels il manque quelques électrons. Quand ils sont entre eux, ils mettent, avec un ou deux voisins (jusqu'à 4 au maximum), des électrons en commun. Ils restent alors bien côte à côte pour se les partager. On dit qu'ils sont liés par une liaison covalente.

Normalement, un atome a autant de charges positives que de charges négatives. Quand un atome perd ou gagne des électrons, il devient un ion. S'il a perdu des électrons, il s'appelle un cation (il est chargé positivement) ; au contraire, s'il a gagné, on l'appelle un anion (il est chargé négativement).

En physique, on constate que des morceaux de matières qui sont chargés et dont les charges sont de signes différents s'attirent par des forces électriques (force de Coulomb) que l'on sait d'ailleurs calculer.

Des groupements d'atomes peuvent, dans certaines conditions, changer d'arrangement.