化學

詞源

英語中的「化學」（chemistry）一字的語源有多種說法。一種說法認為是由「鍊金術」（alchemy）得名的。英語中「alchemy」一詞源於古法語的「alkemie」和阿拉伯語的「al-kimia」，意為「形態變化的學問」（the art of transformation）。阿拉伯語中的「kimia」一字則源於希臘語。亦有另一種說法認為英語中的「chemistry」一字源自埃及語中的「kēme」，意思是「土」（earth）。
在中國，「化學」一詞最早出現在1857年墨海書館出版的期刊《六合叢談》。偉烈亞力提及王韜在其日記中記載了從戴德生處聽聞的「化學」一詞。一般認為中文中的「化學」一詞是徐壽翻譯英國人的書《化學鑒原》一書時發明的。
「化學」一詞被介紹到日本，取代了原先日語中的譯法「舍密」。

人類早期對火的認識

最早的化學要算是人類對火的研究。對於當時的人來說，火可以將一種物體變成另一種物體，所以成為了當時人最有興趣研究的現象。如果沒有火，人類不會發現到鐵和玻璃的煉製方法。

鍊金術

人類發現了黃金這種貴重的金屬之後，很多人轉移研究怎樣把其他物質變成黃金。公元前300年至1500年，煉金術士皆研究如何將一些便宜的金屬轉化成黃金，因此累積了金屬的提取和處理有關的觀察和技術。有些煉金術士主要的工作是製造藥物，中國當時亦有所謂煉丹術。2000年前，人類已廣泛使用金、銀、汞、銅、鐵和青銅。當時的人類文明，對於陶瓷、染色、釀造、造紙、火藥等在工藝方面已有一定成就，在技術經驗上，對物質變化的理解已有一定觀察和文獻累積。

早期化學

早期化學家收集了很多不同物質的資料。在17世紀以前，化學成就並不大（燃素說、煉金術），其中較有成就者如羅伯特·波義耳。到了1750年，化學仍帶有神秘色彩，並為不正確的理論支配著。直到1773年，安托萬-洛朗·德·拉瓦節提出了質量守恆定律，並以氧化還原反應解釋燃燒現象，推翻了盛行於中世紀的燃素說，才開啟了現代化學之路；他因此被尊崇為「化學之父」。接著道爾頓整合當時的化學知識，並以自身的實驗所得提出了劃時代的原子說。此後，一些化學家相繼發現了各種化學元素，後來門得列夫建立了元素週期表令化學視界更臻完備。1901年，化學家諾貝爾以其遺產成立了諾貝爾化學獎，以表揚在化學領域對人類有貢獻者。

現代化學

現代化學始於20世紀初期蓬勃發展的量子力學。萊納斯·鮑林引進量子力學解釋化學鍵的本質，得以用波函數的線性疊加來描述。質子、中子和電子的發現，使化學真正由原子尺度來理解化學反應。量子力學和電子學的發展，使得許多新型儀器得以開發，來探索和分析化合物的結構和成分，如光譜儀、色譜儀、核磁共振儀和質譜儀等。

原子

一粒原子是由原子核及外圍帶負電荷的電子（稱為核外電子）組成的粒子，一般而言是化學研究的最小尺度範疇。原子核通常是由質子和中子組成。與通常的物理概念不同的是，單一的質子在化學領域被認為是¹H（氕)原子核，也就是說原子核內必然含有質子，但可能不含中子。

電子帶負電荷，質子帶正電荷，個數相同使得電荷平衡，令整個原子呈電中性。當核外電子數與原子核內質子數不相同時，則形成離子。通常認為離子也是原子的一種。

元素

擁有相同質子數的同一類原子被稱為「元素」。例如，氫這種元素中所有原子都是只有一粒質子。這個概念換過來說亦可：所有原子核中有六粒質子的原子都是碳，所有原子核中有九十二粒質子的都是鈾。元素亦有另一定義，就是所有不可以用化學方法分解的物質都是元素。
在這麼多種列舉元素的方法中，最常用和最方便的莫過於元素週期表。週期表根據原子序數來排列原子，而原子序數就是一粒原子中質子的數量。因為這個奇怪的排列，排在一起的元素，無論是同一個直行、同一個橫行還是純粹在附近，都有一些大致上固定的關係。
同一種元素可能有很多個不同的核素。它們的質子數相同而中子數不同，因而化學性質相同。但由於它們的中子數不同，造成原子核穩定性不同，而造成某些核素具備放射性。同一種元素的不同核素在元素週期表內占據同一個位置，因此同一種元素的不同核素互稱同位素。例如¹H（氕）與²H（氘）互稱同位素。

物質

化學物質是指一種物體，它既確定了其化學組成，也確定了它的化學性質。嚴格的來講，混合的化合物，元素等都不能算是化學物質，只能說是化學藥品或者說化學製品。大多數我們日常生活碰到的化學品都是混合物，比如空氣、合金、生物製品。

命名法

物質的命名法在化學語言當中是最嚴格的一環。早在很久以前，化合物的命名是由其發現者自行決定的，這樣則導致了命名的困難和混亂。而現在我們最常用的還是國際純粹與應用化學聯合會 (International Union of Pure and Applied Chemistry) (IUPAC)命名方法。它用一個命名系統讓所有的化合物都有一個獨有的名稱和代碼。有機化合物通過有機命名系統命名；而無機化合物通過無機命名系統命名。而通過化學索引服務（Chemical Abstracts Service），我們可以輕鬆的通過CAS號(CAS registry number)來找到每一個化合物的性質、特性、命名和結構。

分子

一個分子是化合物的最基本結構，不用化學方法是拆不開的。大部分分子都是由兩個或以上原子組成，但是都有些特例，例如氦氣分子，只有一個原子。這些原子，如果多於一個，是通過化學鍵結合。

離子和鹽

離子是帶電荷的物質，可以由原子或分子失去或得到電子形成。正離子（例如鈉離子Na⁺）和負離子（例如氯離子Cl⁻）結合可以成為電荷中性的鹽（例如食鹽NaCl）。有些離子是由幾個原子組成，而它們進行化學作用的時候又不會分離，例如磷酸根離子（PO₄³⁻）、銨離子（NH₄⁺）。氣相的離子通常被稱為電漿體。

酸鹼性

物質可以被分類為一種酸或者是一種鹼。通常我們有幾種進行酸鹼分類定義的理論。其中最簡單的要數阿累尼烏斯理論（Arrhenius theory），它認為：酸是能夠在水當中電離出水合氫離子的物質；而相反鹼則是在水當中電離出氫氧根離子的物質。而酸鹼質子理論（Brønsted–Lowry acid-base theory）則認為酸是能夠在化學反應中給其他物質氫離子的物質；而鹼則是相應能得到氫離子的物質。第三種理論被稱作是路易斯酸鹼理論（Lewis acid-base theory)，它是基於形成化學鍵之上的。路易斯理論認為：酸是在鍵的形成當中接受了一對電子；而鹼則是在形成鍵的過程中給予了其他物質一對電子。因此，一個物質如果對於不同的酸鹼理論來說，可能在此是酸，在另外一個理論來說卻是鹼。
酸性強度的衡量方法主要有兩種：第一種是阿累尼烏斯定義的也就是我們最常用的pH，它是通過衡量一個溶液當中氫離子的濃度來確定酸性的大小。它的計算方法是pH=-log₁₀[H⁺]，也就是pH等於氫離子濃度的負對數（以10為底）。因此可以說，擁有更高濃度的氫離子溶液，其pH越低而酸性更強。第二種是Brønsted–Lowry定義，也就是酸解離常數（Kₐ），它衡量的是物質作為酸的時候給予氫離子的能力。因此一個酸性越強的物質，其Kₐ更高，更具有給予氫離子的的傾向。同樣的我們可以用pOH代替pH, Kb代替Kₐ來說明鹼性強度。

氧化還原

氧化還原的概念和一個物質的原子獲取或者給予電子的能力有關。物質擁有氧化其他物質的能力就被成為氧化性，而此物質被成為氧化劑（oxidizing agents)，或者成為氧化物。一個氧化劑能夠將電子從其他的物質上移走。相應的，具有還原其他物質的物質被稱作有還原性而成為還原劑（reducing agents）或者成為還原物。一個還原試劑能夠傳遞給其他物質電子並且氧化自身。而正因為其「給予」了其他物質電子，它還被稱為供電子物。氧化還原的性質與氧化數（oxidation number）有關－－其實真正的給予或者獲取完成的電子並不存在。所以，氧化過程被定義為增加了氧化數，而還原則是降低的氧化數。

化學品

化學品泛指一切有確實化學構造及化學成份的物質，所以又稱化學物質。它們可以是元素、化合物或混合物。日常生活中，我們會遇到的東西多數都是混合物，例如合金。

化合物

化合物是一些以不同元素用固定比例結合而成的物質。成份的比例決定了它的化學特性。例如水是用氫同氧以二比一組合而成，組成水分子的三個原子之間構成了104.5度的健角。不同化合物及元素之間的變化稱為化學反應。

莫耳以及物量

莫耳（英語：mole，僅台灣地區使用「莫爾」一詞）是物量的國際單位，符號為mol。1莫耳是所含基本微粒個數與12克的碳-12()中所含原子個數相等的一系統物量。使用莫耳時，應指明基本微粒，可以是分子、原子、離子、電子或其他基本微粒，也可以是基本微粒的特定組合體。1莫耳物質中所含基本微粒的個數等於亞佛加厥常數，符號為NA，數值是6.0214129×10²³，常取6.02×10²³。
一種物質的莫耳質量與分子量，在使用國際單位制時，在數值上相等。

化學鍵

化學鍵是指組成分子或材料的粒子之間互相作用的力量，其中粒子可以是原子、離子或是分子。化學鍵的物理本質來自於粒子和粒子之間的靜電力，量子力學上意指原子間電子的波函數線性疊加。化學鍵是化學最重要的概念之一，物理理論本質由萊納斯·鮑林建立。化學家為能簡潔表述化學鍵並規避量子力學的複雜性，將化學鍵分類為共價鍵、離子鍵和金屬鍵，較弱的鍵結如氫鍵及較特殊的配位相互作用等。無論分類為何，其物理本質都是相同的。

分子間力

分子間力是不同分子之間的作用力，主要有氫鍵，凡得瓦力，親水作用／疏水作用等，這種作用力比化學鍵弱，容易打開或重新組合，但是是形成分子空間排列和架構的重要作用力，是現代化學的重要研究方向之一。

物理特性

物質有時會是液體，有時會是固體，有時會是氣體，這些叫作物質的相態。一件物質是否軟、透不透光、透光的話它的折射率是多少，這些都是一件物質的物理特性。總而言之，物理特性即是一種物質不靠化學作用都可以斷定到的特性。

化學反應

化學反應，亦稱化學變化是一種物質轉變為另一種物質的過程，涉及分子中原子的交換和化學鍵的轉移、形成或消失。化學反應形成的改變既可令很多獨立的分子結合，也可將一個較大型的分子拆開成為很多獨立的小分子，甚至是同一分子內有原子移動，即使原子的數量沒有改變，但仍會構成化學反應。
化學變化，亦稱化學反應是一種物質轉變為另一種物質的過程，涉及分子中原子的交換和化學鍵的轉移、形成或消失。化學變化形成的改變既可令很多獨立的分子結合，也可將一個較大型的分子拆開成為很多獨立的小分子，甚至是同一分子內有原子移動，即使原子的數量沒有改變，但仍會構成化學變化。

平衡

雖然平衡概念在科學各領域都得到廣泛的應用，但在化學中，化學平衡是指化學成分中出現多種不同狀態的可能性，例如在可以彼此反應的幾種化合物的混合物中，或當物質可以以多於一種相態存在的時候。
即使有著不變的化學組成，但在平衡系統中的化學物質通常並非處於靜止狀態；這些物質的分子會互相繼續進行反應，從而產生動態平衡。因此，化學平衡描述了諸如化學成分之類的參數隨時間保持不變的狀態。

化學工業

化學工業（化工）是當代經濟活動當中重要的一部分。全球50大化學品製造商在2004年共銷售了5870億美元的業績，其中利潤占據了8.1%，其中研發成本占據了2.1%