Chemie ist das Studium von Atomen, Molekülen und deren Wechselwirkungen, die als chemische Reaktionen bezeichnet werden. Durch das Aufbrechen und Ausbilden von Atombindungen wandeln sich verschiedene Verbindungen in neue Verbindungen um, die dabei entweder Energie produzieren oder verbrauchen. Energie kann in Form von Wärme oder Licht freigesetzt werden, wie bei einem Brand oder einer Explosion. Durch die Nutzung des Wissens von Wissenschaftlern über chemische Reaktionen können Chemikalien mit nützlichen Eigenschaften hergestellt werden.
Das Wort leitet sich vom umgangssprachlichen Begriff für den älteren Begriff „Alchemist“ ab. Es wird allgemein angenommen, dass die moderne Chemie im 17. Jahrhundert begann, am bekanntesten mit den Experimenten und Schriften von Robert Boyle. Es war Boyle, der das Boyle-Gesetz formulierte, das besagt, dass Temperatur und Volumen eines Gases zusammenhängen.
Ein weiterer wichtiger Meilenstein war die 1783 von Antoine Lavoisier entwickelte Theorie der Massenerhaltung. Das Gesetz besagt, dass bei einer chemischen Reaktion keine Masse entsteht oder zerstört wird – wenn jemand einen Baumstamm in einem geschlossenen Behälter verbrennt, wiegt der Behälter genau so viel wie vor der Reaktion wird es sich nur in Asche verwandelt haben. Aufgrund seiner Bemühungen, die Chemie zu popularisieren und für den einfachen Menschen zugänglicher zu machen, wird Lavoisier oft als der Vater der modernen Chemie angesehen.
Ein weiterer großer Meilenstein in der Entwicklung des Gebiets war die Formulierung der Atomtheorie von John Dalton um 1800. Die Atomtheorie besagt, dass Substanzen aus kleinen einzelnen Einheiten, sogenannten Atomen, bestehen, die durch Atombindungen miteinander verbunden sind. Eine Ansammlung von gebundenen Atomen wird Molekül genannt. Atome und Moleküle machen fast alles aus, was Menschen sehen können, und interagieren eng mit Energie, oft in Form von elektromagnetischer Strahlung. Es wurde bald erkannt, dass elektromagnetische Strahlung freigesetzt werden kann, wenn die Elektronen in einem Atom in einen niedrigeren Energiezustand übergehen.
Chemie ist heute ein elementarer Bestandteil der Zivilisation. Es wird zur Herstellung von fast allem verwendet, und die chemische Verarbeitung ist allgegenwärtig und verbraucht einen Großteil des gesamten Energiehaushalts der Menschheit. Chemieingenieur zu sein ist einer der bestbezahlten wissenschaftlichen Berufe.