Il existe un grand nombre de produits chimiques possibles. Les estimations vont de 1018 à 10200. A titre de comparaison, le nombre de grains de sable sur Terre est d’environ 7.5 x 1018, le nombre de particules dans l’univers se situe entre 1072 et 1087. Clairement, s’il y a vraiment plus de produits chimiques que cela, alors pas chacun existe même physiquement dans l’univers. Le composé le plus abondant dans l’univers, de loin, est de toute façon l’hydrogène diatomique (H2).
Sur les 117 éléments connus, seuls 94 se trouvent naturellement, et sept d’entre eux sont des gaz rares, qui ne forment des composés que dans des conditions très inhabituelles, comme lorsqu’ils sont exposés à un bombardement électronique. Cela laisse 87 éléments supplémentaires pour former des composés chimiques, et la plupart d’entre eux n’en forment pas beaucoup et ne sont pas très abondants.
Les éléments les plus abondants dans l’univers sont l’hydrogène (74%), l’hélium (24%), l’oxygène (10%), le carbone (0.46%), le néon (0.13%), le fer (0.1%) et l’azote (0.1%) . L’hélium et le néon sont des gaz nobles et ne se lient à rien. Le fer est principalement enfermé dans l’oxyde de fer (rouille). Les autres – carbone, hydrogène, oxygène et azote – sont connus sous l’acronyme CHON et, avec le phosphore et le soufre, représentent 99% de tous les organismes vivants et plus de 99% de tous les composés chimiques. Ceux-ci sont appelés composés biologiques.
Les composés biologiques peuvent former de longues chaînes d’une manière que les composés inorganiques ne peuvent pas. Ces composés peuvent avoir des milliards d’atomes de long, dans le cas de biopolymères tels que l’ADN. Ces molécules peuvent présenter de minuscules différences dans quelques atomes seulement, comme le matériel génétique de jumeaux identiques qui présentent de légères mutations dues à des erreurs de copie ou à une exposition aux rayonnements. Cela produit un nombre presque illimité de variations.
En 2005, un groupe de l’Université de Berne, en Suisse, a tenté de déterminer le nombre total de composés stables contenant jusqu’à onze atomes de carbone, d’hydrogène, d’oxygène, d’azote et de fluor. Leur nombre était d’un peu moins de 18 milliards, mais une analyse ultérieure a révélé qu’ils ignoraient de nombreux produits chimiques courants, dont beaucoup pourraient être facilement commandés en ligne, et le nombre peut avoir été faible de trois ordres de grandeur. Même en ne considérant que de petits produits chimiques, il existe toujours un nombre absolument énorme de variations.