首先，物质和所有不同的物质都是由最小的尺度构成的。我们从原子和元素周期表开始，元素周期表组织了所有不同类型的原子，即化学元素。每个色谱柱中的元素具有相似的化学性质。原子是由原子核中的质子和中子构成的，周围环绕着电子。大部分的化学反应都是由电子的行为决定的。通过将原子结合在一起，你可以得到不同种类的分子，它们被称为化合物。

　　化合物的化学性质通常与组成它们的元素非常不同，比如，氢很容易爆炸，氧气很容易燃烧。但把它们结合起来只会得到水，是最不容易爆炸燃烧的东西。化合物不一定是由单分子构成的。许多固体，如金属或盐，有一个由重复的原子群构成的晶体结构，称为

　　接着就是，原子是如何结合在一起的，这是一个非常重要的概念，键合。原子以几种不同的方式结合在一起，它们通过窃取或共享电子或将电子移动到不同的构型来降低它们的结合能。科学中的一个普遍规律是，所有东西都试图最小化它们的能量，而键合是原子实现这一目标的一种方式。

　　动力学研究的是反应发生的快慢，以及控制反应速率的因素。电子从一个反应物转移到另一个反应物的反应称为氧化还原反应或氧化还原反应。简而言之，氧化意味着物质失去电子，还原意味着获得电子。它们必须同时发生。钠和氯就是一个例子。氯是还原剂，钠是氧化剂。物质的另一个重要性质是它们的ph值无论它们是酸还是碱。有几种理论来模拟酸碱反应，但一种思考方法是酸或物质在化学反应中含有氢离子，而碱是一种吸收氢离子的物质。如果有许多不同的化合物可以相互反应，就会在一种物质和另一种物质之间出现波动。平衡是指每种物质的量都是恒定的，即使反应仍可能发生。这也可以发生在相变中，比如从固体到液体或从液体到气体。

　　理论化学试图用数学方法解释原子和分子的结构以及它们如何相互作用。它与理论物理和量子化学密切相关，经常使用计算化学的技术，在计算机中模拟原子、分子和反应。模拟比单个氢原子更复杂的物体的适当量子行为是非常困难的，对多个物体来说更是不可能。计算机科学中的许多尖端技术被用来尝试和模拟分子以及分子之间的相互作用。事实上，这是量子计算机最令人兴奋的应用之一，因为它们将能够直接模拟化学系统。我在发现新材料、新药物等方面提供帮助。

　　分析化学就像侦探工作。你有一个样本，你需要弄清楚它是由什么组成的。在不同成分的数量上，化学家已经开发了大量的技术来探测和测量不同材料的不同性质化学。传统的技术包括湿化学技术，比如沉淀，它根据化合物蒸发的温度来分离化合物。还有很多现代技术，比如色谱法，不同的化合物在溶液中以不同的速度移动，因此被许多不同种类的光谱学分离开来，这些光谱学可以通过光照来检测材料，或者质谱仪，材料被扔过电磁场根据它们的质量将它们分开。

　　事实上，在人类努力的领域中，很少有有机化学没有以某种方式应用于医药和农业，特殊的液体如洗涤剂或乳化剂，特殊的涂料材料，颜料或许多工业用途的燃料。在化学生产本身，催化剂是非常重要的，因为它们可以加速其他化学反应。有机化学也渗透到材料科学中，制造具有新型晶体结构的固体，如高温超导体，例如无机化学和有机化学之间的列表是无穷无尽的还有有机金属化学。它研究的是有机化合物，它们与金属结合，通常用于化学工业中的反应，通常作为催化剂。

　　有机化学研究生命分子的结构和行为，生命分子通常是由碳、氢、氧、氮和其他一些不同的原子组成的。有机化学家也在研究制造具有有用性质的新型有机化合物。有机分子都含有碳，而碳氢键是有机化学中最常见的结构。有机化学在工业、化肥、农药、润滑剂、聚合物和塑料方面有大量的应用。在消费领域，有香料，调味剂和防腐剂，当然，还有制药行业的药物。

　　生物化学研究无机成分，如水或矿物质。但也研究最大、最复杂的分子，比如蛋白质、脂肪和DNA。另一方面，这一领域也与分子生物学相融合，分子生物学是研究生命如何从细胞内的化学过程中产生的最细微的细节。在生物化学中，有四大类被称为生物分子的分子。碳水化合物用于结构和储存能量；脂质构成脂肪；蛋白质是由氨基酸组成的大分子氨基酸在体内有大量不同的功能；还有用来传递遗传信息的核酸。生物化学的研究对医学产生了巨大的影响，帮助我们了解传染病和遗传疾病，改善器官和组织移植，通过临床诊断找出你的问题，当然，了解营养，研究维生素和矿物质在我们体内的功能。生物化学对农业、研究土壤、肥料和虫害控制也非常重要。还有很多其他的应用。