Chemische Verbindungen stellen eine Substanz dar, die aus zwei oder mehr verbundenen Elementen besteht. Die Elemente verbinden sich in einem festen Verhältnis zu einer bestimmten Verbindung. Das Verhältnis und die Art der Elemente, aus denen es besteht, bestimmen seine physikalischen und chemischen Eigenschaften. Durch die Verbindung zu Verbindungen werden die Elemente stabiler.
Chemiker stellen chemische Verbindungen mit einer Vielzahl von Formeln dar, die die Arten der Elemente beschreiben, aus denen sie bestehen. In einer Summenformel werden beispielsweise die Elemente aufgelistet, aus denen die Verbindung besteht, einschließlich des Verhältnisses, in dem jedes Element vorkommt. „Na“, das elementare Symbol für Natrium, und „Cl“, das elementare Symbol für Chlor, verbinden sich zu „NaCl“, das für Natriumchlorid oder Kochsalz steht.
Komplexere Verbindungen erfordern eine komplexere Formel. Wasser wird beispielsweise durch H2O repräsentiert, was zwei Teile Wasserstoff pro einem Teil Sauerstoff bedeutet. Andere Formeln offenbaren einige der Strukturinformationen für die Verbindungen.
Chemische Verbindungen unterscheiden sich von einfachen Elementgemischen durch ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften. Die Eigenschaften einer Mischung ähneln eher den Elementen, aus denen die Mischung besteht, aber die Eigenschaften einer Verbindung ahmen selten die beitragenden Elemente nach, da zur Bildung einer Verbindung eine chemische Reaktion stattfinden muss, die zu einer chemischen Veränderung führt. Sobald eine Verbindung hergestellt ist, erfordert ihr Abbau oft die Zufuhr von Energie, beispielsweise Wärme, während der Abbau von Mischungen oft nur einen einfachen Filterprozess erfordert. Einige Stoffe weisen die Eigenschaften von Verbindungen und Gemischen auf.
Ähnlich wie Elemente können chemische Verbindungen in verschiedenen Phasen vorliegen. Fest ist am häufigsten, obwohl bestimmte Verbindungen nur bei extrem niedrigen Temperaturen in der festen Phase vorliegen. Je nach Temperatur und Druck können einige auch als Flüssigkeiten, Gase und Plasmen vorliegen. Wenn Wärme zugeführt wird, beginnen sie sich normalerweise in kleinere Verbindungen oder einzelne Elemente zu zersetzen.
Jede chemische Verbindung wird vom Chemical Abstracts Service der American Chemical Society, manchmal auch CAS genannt, verfolgt. Verbindungen erhalten eine eindeutige Identifikationsnummer, die als CAS-Registrierungsnummer bezeichnet wird. Das CAS verfolgt zig Millionen einzigartige Substanzen, und täglich kommen tausende neue hinzu. Die Entwicklung des Registers geht auf das Jahr 1957 zurück.