Las reacciones químicas ocurren en todas partes, de diversas formas. Uno de los tipos más formativos es la reacción de síntesis, que reúne dos o muchos más elementos para crear un compuesto diferente todos juntos. Las sustancias simples se denominan reactivos y el nuevo compuesto más complejo se llama producto. El agua es quizás el ejemplo más fácil para comprender mejor la reacción de síntesis: H2O es el producto de dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Si se anota correctamente, la ecuación del agua es H2 + O -> H2O.
La reacción de síntesis tiene la distinción de ser una de las más fáciles de visualizar con la ecuación más simple de equilibrar. Lo mismo puede decirse de la reacción de descomposición, que actúa a la inversa para mostrar qué sucede con los compuestos complejos cuando se descomponen en elementos más simples. Dos moléculas de agua, para seguir el ejemplo anterior, se evaporan en los productos de un átomo de oxígeno y un átomo de hidrógeno, o 2H2O -> 2H2 + O2.
El calentamiento o enfriamiento es un elemento de muchas reacciones de síntesis, como es el caso de muchas reacciones de descomposición. La adición al calentamiento o enfriamiento de productos en una reacción de síntesis se representa en una ecuación mediante el símbolo triangular Delta encima del signo de rendimiento o flecha. Cuando una reacción de síntesis y descomposición se puede ilustrar en una sola ecuación, una que funciona en ambas direcciones, a menudo se muestra con una flecha de rendimiento bidireccional, como esta, «.»
Ingenieros químicos, químicos, biólogos y científicos ambientales son solo algunos de los profesionales que deben familiarizarse con varios compuestos de la reacción de síntesis. Este tipo de matrimonios ocurren en todas las esferas del mundo natural. Cuando los metales y el oxígeno se unen para formar diferentes óxidos metálicos, por ejemplo, o cuando el sodio y la cloroala se fusionan para formar cloruro de sodio, la sal de mesa en la comida. La ecuación: 2Na + Cl2 -> 2NaCl.
No todas las ecuaciones compuestas que muestran dos o más reactivos que producen un producto compuesto son una reacción de síntesis. Una reacción de desplazamiento, por ejemplo, ocurre cuando un compuesto es alterado por un elemento para formar un nuevo compuesto por completo. La clave es buscar si todos los reactivos en la primera mitad de la ecuación son de hecho sustancias simples y no se consideran un compuesto, como el agua. Una disposición de compuestos aún más complicada es la reacción de intercambio, durante la cual dos o más compuestos intercambian elementos para formar dos o más compuestos completamente diferentes.