สสารในชีวิตประจำวันจะประกอบด้วยอะตอม ใช่หรือไม่?
อนุภาคมูลฐาน
สสารในชีวิตประจำวันจะประกอบด้วยอะตอม ที่ครั้งหนึ่งเคยถูกสันนิษฐานว่ามันเป็นอนุภาคมูลฐานของสสาร คำว่า "อะตอม" แปลว่า "แบ่งไม่ได้" ในภาษากรีก แม้ว่าการมีอยู่ของอะตอมยังคงเป็นที่ถกเถียงกันจนถึงประมาณปี 1910 อย่างที่นักฟิสิกส์ชั้นนำบางคนถือว่าโมเลกุลเป็นภาพลวงตาทางคณิตศาสตร์ และถือว่าสสารอย่างสุดขั้วที่สุดจะประกอบด้วยพลังงาน ในไม่ช้า มีการค้นพบว่าอะตอมประกอบด้วยองค์ประกอบย่อย เมื่อเริ่มทศวรรษที่ 1930 อิเล็กตรอนและโปรตอนได้ถูกค้นพบ พร้อมกับโฟตอนซึ่งเป็นอนุภาคของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ในช่วงเวลานั้น การค้นพบล่าสุดของกลศาสตร์ควอนตัมได้มีก​​ารเปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรงของแนวคิดของอนุภาค อย่างเช่นอนุภาคเดี่ยวดูเหมือนจะสามารถขยายสนามได้อย่างที่คลื่นสามารถทำได้ (ทวิภาคของอนุภาคกับคลื่น ()) ข้อความที่ขัดแย้งยังคงหลีกเลี่ยงคำอธิบายที่น่าพอใจ
ไดอะตอม
ไดอะตอม เป็นสาหร่ายเซลล์เดียว จัดอยู่ในอาณาจักรโครมาลวีโอลาตา สามารถพบได้ในแหล่งน้ำทั่วไป ทั้งน้ำจืดและน้ำเค็ม โครงสร้างของไดอะตอมประกอบด้วย ซิลิกา ห่อหุ้มไซโทพลาสซึม ซึ่งเป็นที่เก็บออร์แกเนลล์ทั้งหมด ไดอะตอมมีประมาณ 10,000 ชนิด แต่ละชนิดก็จะมีรูปร่างที่แตกต่างกัน เช่น เป็นทรงกลม คล้ายไข่ เรือ หรือจาน เป็นต้น ขยายพันธุ์โดยการแบ่งเซลล์ ในสภาพแวดล้อมและอุณหภูมิที่เหมาะสม ไดอะตอมสามารถแบ่งเซลล์ได้ 1,000,000,000 เซลล์ภายใน 1 เดือน
โปรตีน
โปรตีน () เป็นสารประกอบชีวเคมี ซึ่งประกอบด้วยพอลิเพปไทด์หนึ่งสายหรือมากกว่า ที่พับกันเป็นรูปทรงกลมหรือเส้นใย โดยทำหน้าที่อำนวยกระบวนการทางชีววิทยา พอลิเพปไทด์เป็นพอลิเมอร์สายเดี่ยวที่เป็นเส้นตรงของกรดอะมิโนที่เชื่อมเข้ากันด้วยพันธะเพปไทด์ระหว่างหมู่คาร์บอกซิลและหมู่อะมิโนของกรดอะมิโนเหลือค้าง (residue) ที่อยู่ติดกัน ลำดับกรดอะมิโนในโปรตีนกำหนดโดยลำดับของยีน ซึ่งเข้ารหัสในรหัสพันธุกรรม โดยทั่วไป รหัสพันธุกรรมประกอบด้วยกรดอะมิโนมาตรฐาน 20 ชนิด อย่างไรก็ดี สิ่งมีชีวิตบางชนิดอาจมีซีลีโนซิสตีอีน และไพร์โรไลซีนในกรณีของสิ่งมีชีวิตโดเมนอาร์เคียบางชนิด ในรหัสพันธุกรรมด้วย ไม่นานหรือระหว่างการสังเคราะห์ สารเหลือค้างในโปรตีนมักมีขั้นปรับแต่งทางเคมีโดยกระบวนการการปรับแต่งหลังทรานสเลชัน (posttranslational modification) ซึ่งเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี การจัดเรียง ความเสถียร กิจกรรม และที่สำคัญที่สุด หน้าที่ของโปรตีนนั้น บางครั้งโปรตีนมีกลุ่มที่มิใช่เพปไทด์ติดอยู่ด้วย ซึ่งสามารถเรียกว่า โปรสทีติกกรุป (prosthetic group) หรือโคแฟกเตอร์ โปรตีนยังสามารถทำงานร่วมกันเพื่อบรรลุหน้าที่บางอย่าง และบ่อยครั้งที่โปรตีนมากกว่าหนึ่งชนิดรวมกันเพื่อสร้างโปรตีนเชิงซ้อนที่มีความเสถียร
สารเนื้อเดียว
สารเนื้อเดียว () เป็นประเภทหนึ่งของสารตามการแบ่งประเภทของสารตามเนื้อสาร จะดูมีลักษณะเป็นเนื้อเดียว อาจเป็นสารละลาย หรือสารชนิดเดียวบริสุทธิ์ไปเลยก็ได้ แต่อนุภาคที่มาผสมจะต้องเล็กกว่า 1 นาโนเมตร กล่าวคือ ระดับโมเลกุลการทดลองเพื่อจำแนกสารบริสุทธิ์และสารละลายปกตินั้นจะใช้การหาจุดเดือดหรือจุดหลอมเหลว สารบริสุทธิ์จะมีจุดเดือด หรือจุดหลอมเหลวคงที่แค่ระดับเดียว เรียกว่า จุดความร้อนแฝง และไม่มีตะกอน ส่วนสารละลายจะมีจุดเดือดหรือจุดหลอมเหลวคงที่อยู่สองระดับ หรือไม่คงที่เลย และ"อาจจะ"มีตะกอน ซึ่งเป็นการยืนยันถึงความเป็นสารละลายของสารได้อย่างชัดเจน
บิกแบง
ระหว่างคริสต์ทศวรรษ 1970 ถึง 1980 ผลสังเกตการณ์มากมายแสดงให้เห็นว่า สสารที่มองเห็นได้ในเอกภพมีปริมาณไม่มากพอจะทำให้เกิดความเข้มของแรงโน้มถ่วงดังที่ปรากฏอยู่ภายในและระหว่างดาราจักร นำไปสู่แนวคิดที่ว่า สสารกว่า 90% ในเอกภพอาจจะเป็นสสารมืดที่ไม่เปล่งแสงหรือมีปฏิกิริยากับสสารแบริออนทั่วไป นอกจากนั้นสมมติฐานที่เอกภพส่วนใหญ่ประกอบด้วยสสารปกติทำให้การคาดการณ์ต่างๆ ไม่สอดคล้องกับผลสังเกตการณ์เลย กล่าวคือเอกภพจะเป็นกลุ่มก้อนมากเกินไปและมีดิวเทอเรียมน้อยเกินกว่าที่เป็นหากไม่มีสสารมืด แม้เมื่อแรกแนวคิดเรื่องสสารมืดจะเป็นที่โต้เถียงกันมาก แต่ปัจจุบันได้รับการยืนยันจากข้อมูลสังเกตการณ์มากมาย เช่น แอนไอโซโทรปีในไมโครเวฟพื้นหลัง ความเร็วในการกระจายตัวของกระจุกดาราจักร การกระจายของโครงสร้างขนาดใหญ่ในจักรวาล การศึกษาเลนส์ความโน้มถ่วง และการตรวจวัดรังสีเอ็กซ์ในกระจุกดาราจักร เป็นต้น
แอลคาลอยด์
แอลคาลอยด์ () เป็นสารอินทรีย์กลุ่มที่มีธาตุไนโตรเจนอยู่ภายในโมเลกุล ในรูปของเอมีน (amine) เอมีนออกไซด์ (amine oxide) หรืออาจพบอยู่ในรูปของเอไมด์ (amide) และอีไมด์ (imide) ไนโตรเจนในแอลคาลอยด์ได้มาจากกรดอะมิโน โดยทั่วไปแอลคาลอยด์จะมีคุณสมบัติเป็นเบส แต่จะมากหรือน้อยขึ้นกับจำนวนของไนโตรเจน บางชนิดเป็นกลางหรือเป็นกรดอ่อน มักมีฤทธิ์ทางยา ในธรรมชาติจะพบแอลคาลอยด์มากในพืชชั้นสูง ตามส่วนต่าง ๆ ของพืชเช่น ใบ ดอก ผล เมล็ด รากและเปลือก พบน้อยในพืชชั้นต่า สัตว์ และจุลินทรีย์
สิ่งมีชีวิต
สิ่งมีชีวิตเริ่มแรกเกิดขึ้นได้อย่างไร ? แรกเริ่มเดิมทีเมื่อโลกยังร้อน สิ่งมีชีวิตไม่สามารถอาศัยบนโลกใบนี้ได้ เมื่อเวลาผ่านไปโลกเริ่มเย็นตัวลง อุณหภูมิบนโลกจึงเหมาะที่จะเกิดสิ่งมีชีวิตขึ้น โดยทฤษฎีที่ยอมรับเกี่ยวกับการเกิดสิ่งมีชีวิตเริ่มแรก เกิดจากการทำปฏิกิริยากันของสารเคมีซึ่งเกิดขึ้นในทะเล หลังจากนั้นเกิดเป็นสารประกอบพวกโปรตีน กรดอะมิโน และเอนไซม์ สะสมอยู่ในทะเลเป็นจำนวนมาก สำหรับสมมุติฐานดังกล่าวได้รับการสนับสนุนโดยการทดลองของ สแตนลีย์ มิลเลอร์ (Stanley Miller) โดยมิลเลอร์ได้ทำการจำลองสภาวะซึ่งเป็นระบบปิด หลังจากนั้นได้ใส่ก๊าซมีเทน (CH) แอมโมเนีย (NH) ไฮโดรเจน และน้ำ ซึ่งเชื่อว่าสภาวะดังกล่าวเคยเกิดขึ้นในบรรยากาศของโลกในอดีต หลังจากนั้นให้ความร้อนและทำให้เกิดประกายไฟขึ้น ภายในระบบที่จัดไว้ หลังจากเวลาผ่านไปหนึ่งสัปดาห์ มิลเลอร์พบว่าในชุดการทดลองพบกรดอะมิโนและกรดอินทรีย์เกิดขึ้น
ธาตุ
ในทางเคมี ธาตุ คือ สารบริสุทธิ์ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานเลขอะตอม อันเป็นจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้น ตัวอย่างธาตุที่คุ้นเคยกัน เช่น คาร์บอน ออกซิเจน อะลูมิเนียม เหล็ก ทองแดง ทองคำ ปรอทและตะกั่ว
แบริออน
เนื่องจากแบริออนประกอบด้วยควาร์ก มันจึงประสพกับอันตรกิริยาอย่างเข้ม ในขณะที่พวกเลปตอน ซึ่งไม่มีส่วนประกอบของควาร์ก ไม่ต้องประสพ พวกแบริออนที่คุ้นเคยมากที่สุดคือ โปรตอน และ นิวตรอน ซึ่งประกอบขึ้นเป็นมวลส่วนใหญ่ของสสารที่มองเห็นได้ในจักรวาล ขณะที่อิเล็กตรอน (ส่วนประกอบหลักอีกอย่างหนึ่งของอะตอม) เป็นเลปตอน
อะตอม
เนื่องจากมวลส่วนมากของอะตอมอยู่ในโปรตอนและนิวตรอน ดังนั้นจำนวนรวมของอนุภาคเหล่านี้ (เรียกรวมกันว่า "นิวคลีออน") ในอะตอมหนึ่ง ๆ จึงเรียกว่าเป็น เลขมวล โดยมากมักจะแสดงมวลนิ่งโดยใช้หน่วยมวลอะตอม (u) ซึ่งบางครั้งก็เรียกว่า ดาลตัน (Da) หน่วยนี้นิยามจาก 1 ส่วน 12 ของมวลของอะตอมอิสระที่เป็นกลางของคาร์บอน-12 ซึ่งมีค่าประมาณ 1.66 kg ไฮโดรเจน-1 ซึ่งเป็นไอโซโทปที่เบาที่สุดของไฮโดรเจนและเป็นอะตอมที่มีมวลน้อยที่สุด มีน้ำหนักอะตอมเท่ากับ 1.007825 u อะตอมหนึ่ง ๆ จะมีมวลโดยประมาณเท่ากับเลขมวลคูณด้วยหน่วยมวลอะตอม อะตอมเสถียรที่หนักที่สุด คือ ตะกั่ว-208 ซึ่งมีมวล 207.9766521 u
อะตอมไฮโดรเจน
อะตอมไฮโดรเจน () คืออะตอมของไฮโดรเจนซึ่งเป็นธาตุเคมีชนิดหนึ่ง อะตอมที่มีค่าประจุไฟฟ้าเป็นกลางประกอบด้วยโปรตอนที่มีประจุบวกหนึ่งตัว และอิเล็กตรอนที่มีประจุลบหนึ่งตัวโคจรอยู่โดยรอบนิวเคลียสด้วยแรงคูลอมบ์ อะตอมไฮโดรเจนเป็นส่วนประกอบทางเคมีประมาณ 75% ของมวลพื้นฐานทั้งหมดของเอกภพนี้ (มวลเอกภพส่วนใหญ่ไม่ได้อยู่ในรูปแบบธาตุเคมี หรือแบริออน แต่ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของสสารมืดและพลังงานมืด)
สารประกอบไอออนิก
เกิดจากอะตอมของอโลหะทำปฏิกิริยากับอะตอมของอโลหะ โดยอะตอมของอโลหะจะนำอิเล็กตรอนวงนอกมาใช้ร่วมกันเป็นคู่ ๆ เพื่อให้อยู่สภาวะที่เสถียร และจะอยู่เป็นโมเลกุลชัดเจน ว่า  1 โมเลกุลมีกี่อะตอม
เส้นสเปกตรัม
เส้นสเปกตรัมที่ได้ส่วนใหญ่เกิดจากอะตอมของธาตุ ซึ่งแต่ละธาตุจะให้เส้นสเปกตรัมที่แตกต่างกัน มีลักษณะเฉพาะตัวเช่นเดียวกับลายนิ้วมือของมนุษย์ ดังนั้นการศึกษา วิเคราะห์เรื่องของสเปกตรัม จะทำให้เราสามารทราบองค์ประกอบต่าง ๆ หรือโครงสร้างภายในอะตอมได้
ยกตัวอย่างจากพวกก๊าซร้อนหรือไอ โดยการนำก๊าซมาบรรจุอยู่ภภายในหลอดแก้วสเปกตรัม ใช้การเผาหรือกระแสไฟฟ้าแรงที่สามารถทำให้เกิดความร้อนสูงในก๊าซ ซึ่งไอของก๊าซที่ร้อนนั้นเมื่อให้หักเหผ่านแผ่นเกรตติ้งหรือสเปกโตรสโคป จะปรากฏเส้นสเปกตรัมที่มีเส้นแผ่รังสีอยู่ และมีสีของสเปกตรัมหนึ่งที่เด่นชัด ซึ่งจะต่างกันไปตามก๊าซแต่ละชนิด ดังตารางแสดงสเปกตรัมของก๊าซหรือไอของสารและภาพ
อะตอม
ปี ค.ศ. 1918 รัทเทอร์ฟอร์ดค้นพบว่าประจุบวกภายในอะตอมแต่ละตัวจะมีจำนวนเท่ากับเลขจำนวนเต็มบวกของนิวเคลียสไฮโดรเจนเสมอ เขาลงความเห็นว่าภายในนิวเคลียสมีอนุภาคประจุบวกอยู่เรียกว่า โปรตอน อย่างไรก็ดี มวลของนิวเคลียสมักจะมากกว่าเลขเหล่านี้ ทำให้คาดการณ์กันว่ามวลส่วนที่เกินไปนั้นน่าจะเป็นของอนุภาคที่มีประจุเป็นกลาง (คือ นิวตรอน)
เคมี
สารละลายอาจเป็นธาตุ สารประกอบ หรือของผสมจากธาตุ หรือสารประกอบมากกว่า 1 ชนิด สสารส่วนใหญ่ที่พบเห็นในชีวิตประจำวันจะอยู่ในรูปของผสม
สสาร
2. สารเอกพันธ์ (Homogenoues) เป็นสสารที่มีวัฏภาคเดียว มีสมบัติเหมือนกันตลอดในวัฎภาคนั้น เช่น น้ำตาล เกลือ น้ำทะเล ควอทซ์ กระจก อากาศ เป็นต้น สารเอกพันธ์แบ่งได้ 2 ชนิด คือ
ปฏิกิริยาแตกตัว
สมการวิเคราะห์และสังเคราะห์ทางเคมีอาจสามารถใช้อธิบายปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นได้ทั้งหมด แต่ในชีวิตประจำวันปฏิกิริยาแตกสลายมักจะเป็นสิ่งที่เราไม่ต้องการ
ความเสถียรภาพของสารประกอบเคมีจะขึ้นกับสภาพแวดล้อมเป็นสำคัญซึ่งได้แก่
ธาตุ
ในการนำเสนอเหล่านี้ทั้งหมด คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของธาตุบริสุทธิ์แต่ละธาตุนั้นไม่ชัดเจน ซึ่งเป็นเช่นนั้นแม้ธาตุที่เกิดในรูปไม่ผสม หากธาตุเหล่านี้เกิดเป็นสารผสม ซึ่งส่วนใหญ่เป็น ขณะที่ธาตุที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติทั้งหมด 94 ธาตุ จะได้รับการบ่งชี้ในตัวอย่างแร่จากเปลือกโลก มีเพียงธาตุส่วนน้อยพบเป็นแร่ค่อนข้างบริสุทธิ์ที่สามารถรู้ได้ ส่วน "ธาตุธรรมชาติ" ที่หาพบได้ง่ายกว่า เช่น ทองแดง เงิน ทองคำ คาร์บอน (ในรูปถ่านหิน แกรไฟต์ หรือเพชร) กำมะถันและปรอท ธาตุเฉื่อยแทบทั้งหมด เช่น แก๊สเฉื่อยและโลหะมีตระกูล มักพบบนโลกในรูปผสมทางเคมี เป็น สารประกอบเคมี ขณะที่ธาตุเคมีราว 32 ธาตุ พบบนโลกในรูปไม่ผสมตามธรรมชาติ แต่ธาตุเหล่านี้หลายชนิดเกิดเป็นสารผสม ตัวอย่างเช่น อากาศชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่เป็นสารผสมไนโตรเจน ออกซิเจนและอาร์กอน ธาตุของแข็งตามธรรมชาติยังมักเกิดเป็นสารผสมหลายชนิด เช่น อัลลอยของเหล็กและนิกเกิล
เมแทบอลิซึม
สิ่งมีชีวิตมีจำนวนโมเลกุลที่สร้างได้ในเซลล์ด้วยตนเองต่างกัน ออโตโทรฟ เช่น พืช สามารถสร้างสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนได้ในเซลล์ อาทิ พอลิแซ็กคาไรด์และโปรตีนจากโมเลกุลสามัญอย่างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ แต่เฮเทอโรโทรฟต้องอาศัยแหล่งสสารที่ซับซ้อนกว่า เช่น มอโนแซ็คคาไรด์และกรดอะมิโนเพื่อผลิตโมเลกุลที่ซับซ้อนเหล่านี้ สิ่งมีชีวิตสามารถจำแนกได้อีกจากแหล่งพลังงานสุดท้าย โฟโตออโตโทรฟและโฟโตเฮเทอโรโทรฟดึงพลังงานจากแสง ขณะที่คีโมออโตโทรฟและคีโมเฮเทอโรโทรฟดึงพลังงานจากปฏิกิริยาออกซิเดชันอนินทรีย์
เมแทบอลิซึม
สิ่งมีชีวตทุกชนิดได้รับสารประกอบที่ไม่สามารถใช้เป็นอาหารได้อยู่ตลอดเวลาและอาจเกิดอันตรายได้หากสารนั้นสะสมอยู่ในเซลล์ เพราะไม่มีหน้าที่ทางเมแทบอลิซึม สารประกอบที่อาจเป็นอันตรายนี้เรียก สารแปลกปลอม (xenobiotics) สารแปลกปลอมอย่างเช่นยาสังเคราะห์ พิษตามธรรมชาติและยาปฏิชีวนะมีการขจัดพิษโดยเอ็นไซม์เมแทบอไลซ์สารแปลกปลอมชุดหนึ่ง ในมนุษย์เอ็นไซม์เหล่านี้ได้แก่ ไซโทโครม พี450 ออกซิเดส ยูดีพี-กลูคูโรโนซิลทรานสเฟอเรส และกลูตาไธโอน เอส-ทรานสเฟอเรส ระบบเอ็นไซม์นี้ทำหน้าที่เป็นสามขั้น ขั้นแรกออกซิไดซ์สารแปลกปลอมแล้วขั้นที่สองคอนจูเกตหมู่ละลายน้ำได้บนโมเลกุล สารแปลกปลอมที่ถูกดัดแปลงให้ละลายน้ำได้สามารถถูกขับออกจากเซลล์และในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์อาจมีเมแทบอลิซึมเพิ่มเติมก่อนถูกขับออก (ขั้นที่สาม) ในนิเวศวิทยา ปฏิกิริยาเหล่านี้มีความสำคัญเป็นพิเศษในการย่อยสลายสารมลพิษทางชีวภาพของจุลชีพและมลพิษชีวบำบัด (bioremediation) ซึ่งดินที่ปนเปื้อนและการรั่วไหลของน้ำมัน ปฏิกิริยาของจุลชีพเหล่านี้หลายชนิดมีความคล้ายกับสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ แต่เนื่องจากมีจุลชีพหลายชนิดกว่ามาก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้สามารถรับมือกับสารแปลกปลอมได้มากมายกว่าสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ และสามารถย่อยสลายแม้แต่สารมลิพษที่คงทนอย่างสารประกอบออร์กาโนคลอรีน
ปิโตรเลียม
ปิโตรเลียมเป็นการผสมกันของไฮโดรคาร์บอนต่างชนิดกันจำนวนมาก ซึ่งที่พบได้มากที่สุดในโมเลกุลเป็นอัลแคน (โซ่ตรงหรือโซ่กิ่ง) ไซโคลแอลเคน อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน หรือสารเคมีที่ซับซ้อนกว่าอย่างแอสฟัลทีน ปิโตรเลียมแต่ละอย่างมีการผสมกันของโมเลกุลเป็นเอกลักษณ์เฉพาะ ซึ่งกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี เช่น สีและความหนืด
อะตอม
ตามความเข้าใจในปัจจุบัน อะตอมเป็นวัตถุขนาดเล็กที่มีมวลน้อยมาก เราสามารถสังเกตการณ์อะตอมเดี่ยว ๆ ได้โดยอาศัยเครื่องมือพิเศษ เช่น กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดในอุโมงค์ มวลประมาณ 99.9% ของอะตอมกระจุกรวมกันอยู่ในนิวเคลียส โดยมีโปรตอนและนิวตรอนเป็นมวลที่เหลือประมาณเท่า ๆ กัน ธาตุแต่ละตัวจะมีอย่างน้อยหนึ่งไอโซโทปที่มีนิวเคลียสซึ่งไม่เสถียรและเกิดการเสื่อมสลายโดยการแผ่รังสี ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการแปรนิวเคลียสที่ทำให้จำนวนโปรตอนและนิวตรอนในนิวเคลียสเปลี่ยนแปลงไป อิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอมจะมีระดับพลังงานที่เสถียรอยู่จำนวนหนึ่งในลักษณะของวงโคจรอะตอม และสามารถเปลี่ยนแปลงระดับไปมาระหว่างกันได้โดยการดูดซับหรือปลดปล่อยโฟตอนที่สอดคล้องกับระดับพลังงานที่ต่างกัน อิเล็กตรอนเหล่านี้เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางเคมีของธาตุ และมีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กของอะตอม
อะตอม
ปี ค.ศ. 1803 อาจารย์ชาวอังกฤษและนักปรัชญาธรรมชาติ จอห์น ดอลตัน (John Dalton) ใช้แนวคิดของอะตอมมาอธิบายว่าทำไมธาตุต่าง ๆ จึงมีปฏิกิริยาเป็นสัดส่วนของจำนวนเต็มเล็กที่สุดเสมอ คือ กฎสัดส่วนพหุคูณ (law of multiple proportion) และทำไมก๊าซบางชนิดจึงสลายตัวในน้ำได้ดีกว่าสารละลายอื่น เขาเสนอว่าธาตุแต่ละชนิดประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกันที่ไม่เหมือนใคร และอะตอมเหล่านี้สามารถรวมตัวเข้าด้วยกันได้กลายเป็นสารประกอบทางเคมี สิ่งที่ดอลตันกำลังคำนึงถึงนี้เป็นจุดกำเนิดแรกเริ่มของทฤษฎีอะตอมยุคใหม่
อนุภาคย่อยของอะตอม
โดยผ่านการทำงานของ Albert Einstein, หลุยส์ de Broglie และคนอื่น ๆ อีกมากมาย ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันถือว่าทุกอนุภาคก็มีธรรมชาติของคลื่นเช่นกัน ทฤษฎีนี้มีการตรวจสอบไม่เพียงสำหรับอนุภาคมูลฐานเท่านั้น แต่ยังสำหรับอนุภาคผสมเช่นอะตอมและแม้กระทั่งโมเลกุล ในความเป็นจริง ตามรูปแบบการรวมตัวดั้งเดิมของกลศาสตร์ควอนตัมที่ไม่สัมพันธ์กัน () ทวิภาคของคลื่นกับอนุภาคจะนำไปใช้กับวัตถุทั้งหมด แม้แต่วัตถุแบบที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า; แม้ว่าคุณสมบัติแบบที่เป็นคลื่นของวัตถุที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่านั้นจะไม่สามารถถูกตรวจพบได้เนื่องจากการความยาวคลื่นที่มีขนาดเล็กของพวกมัน
ทฤษฎีอะตอม
คำว่า "อะตอม" (จากคำกริยาในภาษากรีกโบราณว่า "atomos", 'แบ่งแยกไม่ได้') ถูกนำมาใช้เรียกอนุภาคพื้นฐานที่ประกอบกันขึ้นเป็นธาตุเคมี เพราะนักเคมีในยุคนั้นเชื่อว่ามันคืออนุภาคมูลฐานของสสาร อย่างไรก็ดี เมื่อเข้าสู่คริสต์ศตวรรษที่ 20 การทดลองจำนวนมากเกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้าและสารกัมมันตรังสี ทำให้นักฟิสิกส์ค้นพบว่าสิ่งที่เราเรียกว่า "อะตอมซึ่งแบ่งแยกไม่ได้อีก" นั้นที่จริงแล้วยังประกอบไปด้วยอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมอีกจำนวนมาก (ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน) ซึ่งสามารถแยกแยะออกจากกันได้ อันที่จริงแล้วในสภาวะแวดล้อมสุดโต่งดังเช่นดาวนิวตรอนนั้น อุณหภูมิและความดันที่สูงอย่างยิ่งยวดกลับทำให้อะตอมไม่สามารถดำรงอยู่ได้เลยด้วยซ้ำ เมื่อพบว่าแท้จริงแล้วอะตอมยังแบ่งแยกได้ ในภายหลังนักฟิสิกส์จึงคิดค้นคำว่า "อนุภาคมูลฐาน" (elementary particle) เพื่อใช้อธิบายถึงอนุภาคที่แบ่งแยกไม่ได้ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมนี้เรียกว่า ฟิสิกส์อนุภาค (particle physics) ซึ่งนักฟิสิกส์ในสาขานี้หวังว่าจะสามารถค้นพบธรรมชาติพื้นฐานที่แท้จริงของอะตอมได้
อะตอม
ในปี ค.ศ. 1661 นักปรัชญาธรรมชาติ โรเบิร์ต บอยล์ ตีพิมพ์เรื่อง "The Sceptical Chymist" ซึ่งเขาโต้ว่าสสารประกอบขึ้นด้วยส่วนประกอบอันหลากหลายของ "คอร์พัสคิวลีส" หรืออะตอมที่แตกต่างกัน มิใช่ส่วนประกอบจากอากาศ ดิน ไฟ และน้ำ ระหว่างช่วงคริสต์ทศวรรษ 1670 ไอแซค นิวตัน ใช้แนวคิดนิยมคอร์พัสคิวลาร์นี้เพื่อพัฒนาทฤษฎีคอพัสคิวลาร์ของแสง
ไฟฟ้าสถิต
ประจุไฟฟ้าเป็นปริมาณทางไฟฟ้าปริมาณหนึ่งที่กำหนดขึ้นธรรมชาติ ของสสารจะประกอบด้วยหน่วยย่อยๆ  ที่มีลักษณะและ มีสมบัติเหมือนกันที่เรียกว่า อะตอม(atom)ภายในอะตอม จะประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน3ชนิดได้แก่  โปรตอน (proton)  นิวตรอน (neutron) และ อิเล็กตรอน (electron)โดยที่โปรตอนมีประจุไฟฟ้าบวกกับนิวตรอนที่เป็นกลางทางไฟฟ้ารวมกันอยู่เป็นแกนกลางเรียกว่านิวเคลียส (nucleus) ส่วนอิเล็กตรอน มี ประจุ ไฟฟ้าลบ จะอยู่รอบๆนิวเคลียส
สารประกอบของก๊าซมีตระกูล
ล่าสุดได้มีการค้นพบสารประกอบของซีนอนที่มีสูตรทั่วไปว่า XeOY เมื่อ x คือ 1,2 หรือ 3 และ Y เป็นหมู่อะตอมที่มีประจุเป็นลบ เช่น CF, C (SOCF) , N (SOF) , N (SOCF) , OTeF, O (IOF) เป็นต้น และได้มีการค้นพบสารประกอบของก๊าซมีตระกูลกว่าพันชนิด และเกิดพันธะระหว่างซีนอนกับธาตุอื่นๆ อาทิเช่น ออกซิเจน, ไนโตรเจน, คาร์บอน และแม้กระทั่งทองคำ สารประกอบอื่นๆ ได้แก่ กรดเปอร์ซีนิก, แฮไลด์หลายชนิด และไอออนเชิงซ้อน สารประกอบ XeSbF มีพันธะซีนอน-ซีนอนยาว 308.71 pm ซึ่งเป็นค่าความยาวพันธะระหว่างอะตอม-อะตอมที่ยาวที่สุดที่เคยมีมา
นิวเคลียสของอะตอม
นิวเคลียส ของอะตอม () เป็นพื้นที่ขนาดเล็กที่หนาแน่นในใจกลางของอะตอม ประกอบด้วยโปรตอน และนิวตรอน (สำหรับอะตอมของไฮโดรเจนธรรมดา นิวเคลียสมีแต่โปรตอนเท่านั้น ไม่มีนิวตรอน) นิวเคลียสถูกค้นพบในปี 1911 โดยเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ที่ได้จาก'การทดลองฟอยล์สีทองของ Geiger-Marsden ในปี 1909'. หลังจากการค้นพบนิวตรอนในปี 1932 แบบจำลองของนิวเคลียสที่ประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วโดย Dmitri Ivanenko และเวอร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก เกือบทั้งหมดของมวลของอะตอมตั้งอยู่ในนิวเคลียสกับอยู่ในขนาดที่เล็กมากของ'เมฆอิเล็กตรอน' โปรตอนและนิวตรอนจะหลอมรวมกันเพื่อก่อตัวขึ้นเป็นนิวเคลียสด้วยแรงนิวเคลียร์
แรง
ในแบบจำลองทางฟิสิกส์ เราใช้ระบบ"เป็นจุด" กล่าวคือเราแทนวัตถุด้วยจุดหนึ่งมิติที่ศูนย์กลางมวลของมัน การเปลี่ยนแปลงเพียงชนิดเดียวที่เกิดขึ้นได้กับวัตถุก็คือการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัม (อัตราเร็ว) ของมัน ตั้งแต่มีการเสนอทฤษฎีอะตอมขึ้น ระบบทางฟิสิกส์ใดๆ จะถูกมองในวิชาฟิสิกส์ดั้งเดิมว่าประกอบขึ้นจากระบบเป็นจุดมากมายที่เรียกว่าอะตอมหรือโมเลกุล เพราะฉะนั้น แรงต่างๆ สามารถนิยามได้ว่าเป็นผลกระทบของมัน นั่นก็คือเป็นการเปลี่ยนแปลงสภาพการเคลื่อนที่ที่มันได้รับบนระบบเป็นจุด การเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่นั้นสามารถระบุจำนวนได้โดยความเร่ง (อนุพันธ์ของความเร็ว) การค้นพบของไอแซก นิวตันที่ว่าแรงจะทำให้เกิดความเร่งโดยแปรผกผันกับปริมาณที่เรียกว่ามวล ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับอัตราเร็วของระบบ เรียกว่ากฎข้อที่สองของนิวตัน กฎนี้ทำให้เราสามารถทำนายผลกระทบของแรงต่อระบบเป็นจุดใดๆ ที่เราทราบมวล กฎนั้นมักจะเขียนดังนี้
เส้นสเปกตรัม
สเปกตรัมอะตอมเกิดขึ้นได้อย่างไร
ตารางธาตุ
ตารางธาตุทุกรูปแบบจะประกอบไปด้วยธาตุเคมีเท่านั้น ไม่มีสารผสม สารประกอบ หรืออนุภาคมูลฐาน อยู่ในตารางธาตุด้วย ธาตุเคมีแต่ละตัวจะประกอบไปด้วยเลขอะตอม ซึ่งจะบ่งบอกจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของธาตุนั้น ๆ ธาตุส่วนใหญ่จะมีจำนวนนิวตรอนแตกต่างกัน ท่ามกลางอะตอมที่แตกต่างกัน ซึ่งจะอยู่ในรูปของไอโซโทป เช่น คาร์บอน มีไอโซโทปที่ปรากฏในธรรมชาติ 3 ไอโซโทป โดยไอโซโทปของคาร์บอนส่วนใหญ่ที่ปรากฏในธรรมชาติจะประกอบไปด้วยโปรตอน 6 ตัวและนิวตรอน 6 ตัว แต่มีเพียง 1 เปอร์เซ็นต์ที่จะมีนิวตรอน 7 ตัว และมีโอกาสนิดเดียวที่จะพบคาร์บอนที่มีนิวตรอน 8 ตัว ไอโซโทปแต่ละไอโซโทปจะไม่ถูกแยกออกจากกันในตารางธาตุ พวกมันถูกจัดให้เป็นธาตุเดียวกันไปเลย ธาตุที่ไม่มีไอโซโทปที่เสถียรจะสามารถหามวลอะตอมได้จากไอโซโทปที่เสถียรที่สุดของมัน โดยมวลอะตอมที่เสถียรที่สุดดังกล่าวจะแสดงในวงเล็บ
ในตารางธาตุมาตรฐาน ธาตุจะถูกเรียงตามเลขอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม) ที่เพิ่มขึ้น คาบใหม่จะมีได้ก็ต่อเมื่อวงอิเล็กตรอนใหม่มีอิเล็กตรอนอยู่ในวงอย่างน้อยหนึ่งตัว หมู่จะกำหนดตามการจัดเรียงอิเล็กตรอนของอะตอม ธาตุที่มีจำนวนอิเล็กตรอนเดียวกันในวงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดจะถูกจัดให้อยู่ในหมู่เดียวกัน (เช่น ออกซิเจน กับซีลีเนียม อยู่ในหมู่เดียวกันเพราะว่าพวกมันมีอิเล็กตรอน 4 ตัวในวงอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดเหมือนกัน) โดยทั่วไป ธาตุที่สมบัติทางเคมีคล้ายกันจะถูกจัดในหมู่เดียวกัน ถึงแม้จะเป็นในบล็อก-f ก็ตาม และธาตุบางตัวในบล็อก-d มีธาตุที่มีสมบัติเหมือนกันในคาบเดียวกันเช่นกัน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะทำนายสมบัติทางเคมีของธาตุเหล่านั้น ถ้ารู้ว่าธาตุรอบ ๆ นั้นมีคุณสมบัติอย่างไร
มวลอะตอม
มวลอะตอม ("m") (อังกฤษ: Atomic mass) คือมวลของอนุภาคของอะตอมหรืออนุภาคย่อยของอะตอมหรือโมเลกุลของธาตุใด ๆ มีหน่วยเป็น หน่วยมวลอะตอมหรือเอเอ็มยู (unified Atomic Mass Unit - UAMU) หรือแค่ "u" โดย 1 u มีค่าเท่ากับ 1/12 ของมวลของหนึ่งอะตอมนิ่งของคาร์บอน-12 หรือ 1.66 x 10 กรัม โดยน้ำหนักนี้เทียบมาจาก 1 อะตอมของไฮโดรเจน หรือ 1/16 ของ 1 อะตอมของออกซิเจน สำหรับอะตอมทั่วไป มวลของโปรตอนและนิวตรอนเกือบจะเป็นมวลทั้งหมดของอะตอม และมวลอะตอมที่มีค่าเป็น u เกือบจะเป็นค่าเดียวกับเลขมวล
นิวเคลียสของอะตอม
คำว่านิวเคลียสมาจากคำภาษาละตินว่า"นิวเคลียส" คำย่อของ "nux" ("นัท") หมายถึงเมล็ด (หรือ "ถั่วเล็ก") ภายในผลไม้ประเภทน้ำ (เช่นลูกพีช). ในปี 1844, ไมเคิล ฟาราเดย์ ใช้คำนี้ในการอ้างถึง "จุดกลางของอะตอม" ความหมายของอะตอมที่ทันสมัย​​ถูกเสนอโดยเออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดในปี 1912 อย่างไรก็ตาม ไม่ได้มีการยอมรับคำว่า "นิวเคลียส" ในทฤษฎีอะตอมโดยทันที ในปี 1916 กิลเบิร์ท เอ็น ลูอิสได้ระบุไว้ในบทความที่มีชื่อเสียงของเขา "อะตอมและโมเลกุล" ว่า "อะตอมประกอบด้วย "kernel" และส่วนนอกอะตอมหรือ"เปลือกนอก""
ศาสนาเชน
สสารประกอบด้วยองค์ประกอบขั้นพื้นฐาน 5 ประการ คือ 1. การเคลื่อนไหว(ธัมมะ) 2. การหยุดนิ่ง(อธัมมะ) 3.อวกาศ(อากาศ) 4.สสารและ5.กาลเวลา โดยทั้งหมดเป็นนิรันดรและปราศจากการเริ่มต้น
ผลึก
ความสำคัญของผลึก ผลึก สามารถพบได้ทั่วไปในธรรมชาติ พบมากในการก่อตัวของหิน เช่น อัญมณีต่างๆ หรือแม้แต่รอบตัวเรา ในรูปของน้ำตาล น้ำแข็ง และเกลือเม็ด เป็นต้น ความงดงามของผลึกเหล่านี้เป็นที่สนใจมาแต่ตั้งแต่ โบราณ ทั้งด้านความสมมาตรของรูปทรงและสีสรรที่หลากหลาย นักผลึกศาสตร์ในอดีต ใช้เรขาคณิตในการศึกษารูปทรงของผลึกที่พบได้ตามธรรมชาติ 5 มีคุณสมบัติเป็นคลื่นแสงพลังงานสูง มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เมื่อรังสีเอกซ์พุ่งกระทบกับวัตถุ อะตอมในวัตถุจะสามารถทำให้รังสีเอกซ์เกิดการกระเจิงได้ นักผลึกศาสตร์พบว่าการเรียงตัวของอะตอมอย่างเป็นระเบียบในผลึก ทำให้รังสีเอกซ์กระเจิงไปในทิศทางที่จำเพาะเท่านั้น จากข้อมูลความเข้มและทิศทางของรังสีเอกซ์ที่กระเจิงนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างภาพสามมิติของโครงสร้างของสารในผลึกได้ ผลึกจึงเป็นตัวอย่างที่เหมาะสมสำาหรับการศึกษาโครงสร้างของสารที่ให้ความละเอียดในระดับอะตอม ด้วยคุณสมบัติทั่วไปสามประการได้แก่ คุณสมบัติที่เป็นของแข็ง มีสามมิติ และมีการเรียงตัวของอะตอมอย่างเป็นระเบียบมาก และความสมมาตรสูง นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาพันธะเคมี ที่ดึงดูดอะตอมเข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น กราไฟท์หรือถ่านที่ทึบแสงและนิ่ม กับเพชรที่โปร่งแสงและแข็งมาก สารทั้งสองนี้มีส่วนประกอบทางเคมีที่เหมือนกัน คือธาตุคาร์บอนเท่านั้น การที่เพชรสามารถกระเจิงแสงได้ เกิดจากพันธะทางเคมีที่เรียงตัวเป็นระเบียบ ทำาให้เพชรแวววาว เรารู้โครงสร้างและพันธะเคมีของเพชร ได้จากศึกษาโครงสร้างผลึกด้วยรังสีเอก
โมเลกุลชีวภาพ
ลิพิดส่วนมากเป็นสารเอสเทอร์ของกรดไขมัน และเป็นส่วนประกอบของโครงสร้างเยื่อชีวภาพ (biological membrane) อีกบทบาทหนึ่ง คือ การเก็บสะสมพลังงาน (นั่นคือ ไตรกลีเซอไรด์) ลิพิดส่วนใหญ่ประกอบด้วยหัวที่มีขั้วหรือชอบน้ำ (ตามปกติคือ กลีเซอรอล) และหางกรดไขมันที่ไม่มีขั้วหรือไม่ชอบน้ำจำนวนหนึ่งถึงสามสาย ลิพิดจึงเป็นแอมฟิฟิลิก (amphiphilic) กรดไขมันประกอบด้วยสายของอะตอมคาร์บอนไม่แตกกิ่งที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเดี่ยวอย่างเดียว (กรดไขมันอิ่มตัว) หรือทั้งพันธะเดี่ยวและพันธะคู่ (กรดไขมันไม่อิ่มตัว) สายนี้โดยปกติยาว 14-24 หมู่คาร์บอน แต่จำนวนหมู่นี้เป็นจำนวนคู่เสมอ
โลหะแอลคาไล
โลหะแอลคาไลส่วนใหญ่ ถูกนำไปใช้ในสิ่งต่างๆมากมาย สองในสิ่งต่างๆที่รู้จักที่มีส่วนประกอบของโลหะแอลคาไลคือนาฬิกาอะตอมที่ทำจากรูบิเดียมและซีเซียมที่บริสุทธิ์ ซึ่งนาฬิกาอะตอมของซีเซียมถูกใช้ในการวัดเวลา เพราะมันมีความแม่นยำสูง นอกจากนั้นสิ่งของที่มีโซเดียมเป็นส่วนประกอบที่รู้จักกันคือ โคมไฟไอโซเดียม ซึ่งเปล่งแสงออกมาได้ดีมาก เกลือแกงหรือโซเดียมคลอไรด์ เป็นที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณ โซเดียมและโพแทสเซียมยังเป็นธาตุที่จำเป็นสำหรับชีวิตมนุษย์ เพราะมันมียทบาทสำคัญในการเป็นตัวอิเล็กโทรไลต์ และถึงแม้ว่าโลหะแอลคาไลตัวอื่นๆจะไม่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต แต่มันก็ยังสามารถมีผลกระทบต่อร่างกาย ทั้งที่เป็นประโยชน์และเป็นโทษ
สารประกอบ
สารประกอบ เป็นสารเคมีที่เกิดจากธาตุเคมีตั้งแต่สองตัวขึ้นไปมารวมตัวกันโดย พันธะเคมีด้วยอัตราส่วนของส่วนประกอบที่แน่นอน ตัวอย่าง เช่น ไดไฮโรเจนโมน็อกไซด์ หรือ น้ำ มีสูตรเคมีคือ HOซึ่งเป็นสารที่ประกอบด้วย ไฮโดรเจน 2 อะตอม และ ออกซิเจน 1 อะตอม
นิวเคลียสของอะตอม
นิวเคลียสของอะตอมจะประกอบด้วยอนุภาคนิวตรอนและอนุภาตโปรตอน ซึ่งเป็นการแสดงให้เห็นชัดถึงอนุภาคมูลฐานอื่น ๆ ที่เรียกว่าควาร์ก ที่จะถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่ง ในการผสมกันของอนุภาคที่เสถียรและแน่นอนชุดหนึ่งของแฮดรอนที่เรียกว่าแบริออน แรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งจะขยายออกไปจนไกลพอจากแบริออนแต่ละตัวเพื่อที่จะหลอมรวมนิวตรอนและโปรตอนเข้าด้วยกันต้านกับแรงไฟฟ้​​าที่ผลักออกระหว่างโปรตอนด้วยกันที่มีประจุบวก แรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งมีระยะทำการที่สั้นมากและเป็นลดลงเป็นศูนย์อย่างรวดเร็วเพียงแค่เลยขอบของนิวเคลียส การปฏิบัติการร่วมกันของนิวเคลียสประจุบวกก็คือเพื่อที่จะยึดอิเล็กตรอนประจุไฟฟ้าลบให้อยู่ในวงโคจรของพวกมันรอบนิวเคลียส การสะสมของอิเล็กตรอนประจุลบที่โคจรรอบนิวเคลียสจะแสดงความเป็นพี่น้องกันเพื่อการกำหนดรูปแบบการทำงานบางอย่างและจำนวนของอิเล็กตรอนที่จะทำให้วงโคจรของพวกมันมีเสถียรภาพ องค์ประกอบทางเคมีที่อะตอมจะแสดงออกมาแบบไหนจะถูกกำหนดโดยจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียสนั้น โดยที่อะตอมที่เป็นกลางจะมีจำนวนของอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียสเท่ากันกับจำนวนของโปรตอนในนิวเคลียส องค์ประกอบทางเคมีของแต่ละอะตอมจะสามารถสร้างรูปแบบการทำงานของอิเล็กตรอนที่มีเสถียรมากยิ่งขึ้นโดยการทำงานร่วมกันเพื่อแบ่งปันอิเล็กตรอนของพวกมัน การแบ่งปันของอิเล็กตรอนเพื่อสร้างวงโคจรรอบนิวเคลียสที่เสถียรทำให้เกิดวิชาการด้านเคมีของโลกแมคโครของเรา
สสาร
เพื่ออะตอมใหม่ สสารใหม่ ปฏิกิริยาเคมีใหม่
ชีวิต
ชีวิต คือสถานะที่แยกสิ่งมีชีวิตหรืออินทรีย์ออกจากสิ่งไม่มีชีวิตหรืออนินทรีย์และสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว สิ่งมีชีวิตเติบโตผ่านกระบวนการสันดาป การสืบพันธุ์และ การปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม สิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดสามารถพบได้ในชีวมณฑลของโลก ส่วนประกอบทั่วไปของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ - พืช สัตว์ เห็ดรา โพรทิสต์ อาร์เคีย และ แบคทีเรีย - คือ เซลล์ที่มีส่วนของน้ำและคาร์บอนเป็นหลัก และ เซลล์แหล่านี้ถูกเรียบเรียงอย่างซับซ้อนตามข้อมูลจากหน่วยพันธุกรรม สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เข้าสู่กระบวนการสันดาป เพิ่มความสามารถในการเจริญเติบโต ตอบสนองต่อสิ่งรอบตัว และ มีการปรับตัวและวิวัฒนาการโดยการผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ สิ่งที่มีคุณสมบัติเหล่านี้เท่านั้นที่ถือว่าเป็นสิ่งมีชีวิต
สถานะ (สสาร)
1. สารละลาย ( Solution Substance ) เป็นสารเนื้อเดียวที่มีสัดส่วนในการรวมกันของธาตุ หรือ สารประกอบไม่คงที่ไม่สามารถเขียนสูตรได้อย่างแน่นอน และ มีขนาดอนุภาคที่เล็กกว่า 10 เซนติเมตร ซึ่งมี 3 สถานะ เช่น อากาศ , น้ำอัดลม , นาก , และ โลหะผสม ทุกชนิด ฯลฯ ซึ่งสารละลายจะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่ ตัวทำละลาย ( Solvent ) และ ตัวถูกละลาย ( Solute ) จะมีข้อสังเกต ดังนี้
กรดอะมิโน
กรดอะมิโน 20 ตัวถูกตั้งรหัสโดยมาตรฐานรหัสพันธุกรรม และถูกเรียกว่า โปรตีโนเจนิก หรือกรดอะมิโนมาตรฐาน นอกเหนือจากกรดอะมิโน 20 ชนิดที่เป็นองค์ประกอบของโปรตีนแล้ว ยังพบกรดอะมิโนอื่นๆอีก เช่น
กรดอะมิโนมากกว่า 100 ชนิดพบในธรรมชาติบางตัวถูกตรวจพบได้ใน มีทีโอไรต์ (meteorite) โดยเฉพาะประเภทที่รู้จักกันในชื่อ คาร์บอนาซีอัลคอนไดรต์ (carbonaceous chondrite) จุลินทรีย์ และ พืช บางครั้งผลิตกรดอะมิโนชนิดผิดปกติมากๆ ออกมา ซึ่งสามารถพบได้ใน ยาปฏิชีวนะ ประเภทเปปทีดิก เช่น นิซิน (nisin) หรือ อะลาเมตทิซิน (alamethicin) แลนไทโอนีน (Lanthionine) เป็นไดเมอร์ของอะลานีนที่เชื่อมกันด้วยพันธะแบบซัลไฟด์ซึ่งพบร่วมกับกรดอะมิโน อิ่มตัว ในแลนติไบโอติก (lantibiotics-แอนติไบโอติกเพปไทด์ของ แหล่งกำเนิดจุลินทรีย์) 1-อะมิโนไซโคลโพรเพน-1-คาร์บอกซิลิก แอซิก (1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid-ACC) เป็นกรดอะมิโนไซคลิกlic และเป็นผลผลิตระหว่างทางของการผลิต ฮอร์โมน พืช เอตทิลีน สาหร่ายแดง
ควอนตัมดอต
ในภาษาของวิชาวัสดุศาสตร์ วัสดุซึ่งทำมาจากสารกึ่งตัวนำที่มีหน่วยเป็นนาโนเมตร จะจำกัดขอบเขตการกระจายของอิเล็กตรอนไว้อย่างเหนียวแน่น หรือ สร้างพื้นที่ที่อิเล็กตรอนไม่สามารถเข้าไปได้ () ในบางครั้งควอนตัมดอตจะถูกเรียกว่า อะตอมเทียม ซึ่งเป็นคำศัพท์ที่เน้นให้เห็นว่า ควอนตัมดอตเป็นวัตถุเดี่ยวซึ่งมีอิเล็กตรอนที่มีสถานะจำกัดขอบเขต และไม่ต่อเนื่อง เช่นเดียวกับอะตอมหรือโมเลกุลที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ
ตัวรับรู้
อวัยวะของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีเซ็นเซอร์ทางชีวภาพที่มีหน้าที่คล้ายกับอุปกรณ์เชิงกลที่ได้อธิบายไว้ เหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นเซลล์พิเศษมีความไวต่อ :เซ็นเซอร์เคมีเป็นอุปกรณ์การวิเคราะห์ตัวเองที่สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของ สภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลวหรือก๊าซ ข้อมูลถูกจัดให้อยู่ในรูปแบบของสัญญาณ ทางกายภาพที่สามารถวัดได้ที่มีสหสัมพันธ์กับความเข้มข้นของสารเคมีชนิดหนึ่ง (เรียกว่าเป็นตัว วิเคราะห์) สองขั้นตอนหลักมีส่วนร่วมในการทำงานของเซ็นเซอร์ทางเคมีคือ การรับรู้ และการถ่ายเทกระแส ในขั้นตอนการรับรู้ โมเลกุลตัววิเคราะห์เลือกปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลหรือไซต์ของตัวรับที่รวมอยู่ในโครงสร้างขององค์ประกอบการรับรู้ของเซ็นเซอร์ ดังนั้นพารามิเตอร์คุณลักษณะทางกายภาพจะแปรเปลี่ยนและการแปรเลี่ยนนี้จะถูกรายงานโดยใช้วิธีการถ่ายเทกระแสแบบบูรณาการที่สร้างสัญญาณเอาต์พุต เซ็นเซอร์เคมีที่มีพื้นฐานจากวัสดุการรับรู้ของธรรมชาติทางชีวภาพเรียกว่าไบโอเซนเซอร์ อย่างไรก็ตาม เมื่อวัสดุสังเคราะห์ biomimetic กำลังจะแทนที่ บางส่วนของวัสดุ biomaterials เพื่อการรับรู้ ความแตกต่างที่คมชัดระหว่างไบโอเซนเซอร์และเซ็นเซอร์เคมีมาตรฐานคือ superfluous วัสดุ biomimetic ทั่วไปที่ถูกใช้ในการพัฒนาเซ็นเซอร์ เป็นโพลีเมอ และ aptamers ที่ถูกพิมพ์แบบโมเลกุล
โมเลกุลชีวภาพ
องค์ประกอบย่อยของโปรตีนเรียกว่ากรดอะมิโน โปรตีนและเพปไทด์ ประกอบด้วยกรดอะมิโนเรียงตัวกันเป็นสายยาวโดยมีพันธะเพปไทด์เป็นพันธะเชื่อมโยง พันธะเพปไทด์ เป็นพันธะเอไมด์ ที่เกิดจากการรวมตัวกันของหมู่คาร์บอกซิลของกรดอะมิโนตัวที่หนึ่งกับหมู่อะมิโนของกรดอะมิโนตัวถัดไปและมีการสูญเสียน้ำหนึ่งโมเลกุล
น้ำ (โมเลกุล)
น้ำมี สูตรเคมี HO, หมายถึงหนึ่ง โมเลกุล ของน้ำประกอบด้วยสองอะตอมของ ไฮโดรเจน และหนึ่งอะตอมของ ออกซิเจน เมื่ออยู่ในภาวะ สมดุลพลวัต (dynamic equilibrium) ระหว่างสถานะ ของเหลว และ ของแข็ง ที่ STP (standard temperature and pressure : อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน) ที่อุณหภูมิห้อง เป็นของเหลวเกือบ ไม่มีสี, ไม่มีรส, และ ไม่มีกลิ่น บ่อยครั้งมีการอ้างอิงทางวิทยาศาสตร์ว่ามันเป็น "ตัวทำละลายของจักรวาล" และน้ำเป็นสารประกอบบริสุทธิ์ชนิดเดียวเท่านั้นที่พบในธรรมชาติทั้ง 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ
อะตอม
มีอะตอมบางส่วนที่ตรวจพบว่าไม่ได้มีอยู่ตั้งแต่ตอนแรกกำเนิดโลก ทั้งไม่ได้เป็นผลที่เกิดจากการสลายตัวให้กัมมันตรังสี เช่น คาร์บอน-14 เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องจากรังสีคอสมิกในชั้นบรรยากาศ อะตอมบางชนิดบนโลกถูกประดิษฐ์ขึ้น ทั้งโดยที่ตั้งใจสร้าง หรือเป็นผลพลอยได้จากการแตกตัวหรือการระเบิดของนิวเคลียร์ ในบรรดาธาตุหลังยูเรเนียม—คือพวกที่มีเลขอะตอมมากกว่า 92— มีเพียงพลูโตเนียมกับเนปจูเนียมเท่านั้นที่เกิดขึ้นบนโลกโดยธรรมชาติ ธาตุหลังยูเรเนียมนั้นมีอายุกัมมันตรังสีสั้นกว่าอายุปัจจุบันของโลก และจากปริมาณที่ตรวจได้แสดงว่าธาตุเหล่านั้นเริ่มสลายตัวมานานแล้ว มีข้อยกเว้นเพียงพลูโตเนียม-244 ซึ่งอาจจะเกิดขึ้นจากฝุ่นคอสมิก ส่วนตัวประกอบอื่นของพลูโตเนียมและเนปจูเนียมนั้นเกิดขึ้นจากการจับตัวของนิวตรอนในแร่ยูเรเนียม
โอโซน
โอโซน (Ozone หรือ O) เป็นโมเลกุลที่ประกอบจากออกซิเจน 3 อะตอม เกิดจากการรวมตัวกันของก๊าซออกซิเจน 1 โมเลกุลกับอะตอมออกซิเจนอิสระ 1 อะตอมที่แตกตัวจากก๊าซออกซิเจนโดยการกระตุ้นของรังสีอัลตร้าไวโอเลตซี (UV-C) ปรากฏอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกโดยที่ชั้นสตราโทสเฟียร์ (Stratosphere) ซึ่งเป็นบรรยากาศที่ระดับความสูงระหว่าง 10 - 50 กิโลเมตรจากผิวดินเป็นชั้นบรรยากาศที่มีโอโซนหนาแน่นที่สุด หรืออาจกล่าวได้ว่าเป็นชั้นที่ผลิตแหล่งก๊าซโอโซน โดยชั้นโอโซนดังกล่าวทำหน้าที่เป็นเกราะคุ้มกัน ปกป้องพืชและสัตว์จากรังสีที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ โดยเฉพาะรังสีอัลตร้าไวโอเลตบี (UV-B) ซึ่งเป็นรังสีที่เป็นอันตรายต่อชีวิตและธรรมชาติหากได้รับในปริมาณที่มากเกินไป
โมเลกุล
โมเลกุล () เป็นส่วนที่เล็กที่สุดของสสารซึ่งสามารถดำรงอยู่ได้ตามลำพังและยังคงความเป็นสารดังกล่าวไว้ได้ โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของธาตุมาเกิดพันธะเคมีกันกลายเป็นสารประกอบชนิดต่าง ๆ
ใน 1 โมเลกุล อาจจะประกอบด้วยอะตอมของธาตุทางเคมีตัวเดียว เช่น ออกซิเจน (O) หรืออาจจะมีหลายธาตุก็ได้ เช่น น้ำ (HO) ซึ่งเป็นการประกอบร่วมกันของ ไฮโดรเจน 2 อะตอมกับ ออกซิเจน 1 อะตอม
หากโมเลกุลหลายโมเลกุลมาเกิดพันธเคมีต่อกัน ก็จะทำให้เกิดสสารขนาดใหญ่ขึ้นมาได้ เช่น (HO) รวมกันหลายโมเลกุล เป็นน้ำ
อาร์กอน
อาร์กอน () เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ Ar และเลขอะตอม 18 เป็นก๊าซมีตระกูล ตัวที่ 3 อยู่ในกลุ่ม 18 ก๊าซอาร์กอนประกอบเป็น 1% ของบรรยากาศของโลก ชื่ออาร์กอน มาจากภาษากรีกจากคำว่า αργον แปลว่า ไม่ว่องไว (inactive) ในขณะที่มีการอ้างอิงถึงความจริงที่ว่าองค์ประกอบเกือบจะไม่มีปฏิกิริยาทางเคมี ออคเต็ต สมบูรณ์ (ครบ8อิเล็กตรอน) ในเปลือกนอกทำให้อะตอมอาร์กอนที่มีความเสถียรภาพและความทนทานต่อพันธะกับองค์ประกอบอื่นๆที่อุณหภูมิสามจุดเท่ากับ 83.8058K เป็นจุดคงที่ที่กำหนดในอุณหภูมิระดับนานาชาติปี1990
อาร์กอนที่ผลิตโดยอุตสาหกรรมการกลั่นลำดับส่วนของอากาศและของเหลว อาร์กอนส่วนใหญ่จะใช้เป็นก๊าซเฉื่อยในการเชื่อมและกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิสูงมีสารอื่นๆที่ปกติจะไม่ทำปฏิกิริยากลายเป็นทำปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่น ชั้นบรรยากาศอาร์กอนนอกจากนี้ยังมีการปลดปล่อยก๊าซหลอด อาร์กอนทำให้ก๊าซสีเขียว-สีฟ้า โดเด่นด้วยแสงเลเซอร์ นอกจากนั่นอาร์กอนยังใช้ในการริเริ่มการเรืองแสงอีกด้วย
อะตอม
ธาตุเคมีมักจะปรากฏตัวในตารางธาตุ ซึ่งวางตำแหน่งตามคุณสมบัติทางเคมีที่ปรากฏ ธาตุที่มีจำนวนเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็นเลขเดียวกันจะจับกลุ่มรวมกันแสดงในแนวดิ่งในตาราง หรืออยู่ในคอลัมน์เดียวกัน (ส่วนแถวแนวนอนสื่อถึงการเติมวงโคจรควอนตัมของอิเล็กตรอน) ธาตุที่อยู่ทางขวาของตารางจะมีอิเล็กตรอนในวงโคจรชั้นนอกอย่างสมบูรณ์ ทำให้มันมีลักษณะเฉื่อยในทางเคมี รู้จักกันในชื่อ แก๊สมีตระกูล
กำมะถัน
กำมะถัน หรือ ซัลเฟอร์ () เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ S และเลขอะตอม 16 เป็นอโลหะที่มีอยู่ทั่วไป ไม่มีรสหรือกลิ่น และมีวาเลนซ์ได้มากมาย กำมะถันในรูปแบบปกติเป็นของแข็งสีเหลืองที่เป็นลึก ในธรรมชาติ สามารถพบได้ในรูปธาตุเอง หรือแร่ซัลไฟด์และซัลเฟต เป็นธาตุจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต และพบในกรดอะมิโนหลายชนิด การใช้ในเชิงพาณิชย์ที่เป็นหลัก คือ ในปุ๋ย แต่นอกจากนี้ยังใช้ในดินปืน ไม้ขีดไฟ ยาฆ่าแมลง และยาฆ่ารา
สสาร
ก่อกำเนิดเป็น Point of Particle
ประจุไฟฟ้า
ประจุไฟฟ้าของวัตถุ [[ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า]] () คือผลรวมของประจุไฟฟ้าของอนุภาคที่ทำมันขึ้นมา ประจุนี้มักจะมีขนาดเล็กเพราะสสารจะทำขึ้นจากหลาย [[อะตอม]], และอะตอมก็มักจะมีจำนวนของ [[โปรตอน]] และ [[อิเล็กตรอน]] เท่ากัน ซึ่งในกรณีที่ประจุของพวกมันหักล้างซึ่งกันและกัน ทำให้ผลลัพธ์สุทธิของประจุออกมาเป็นศูนย์ จึงทำให้อะตอมเป็นกลาง
อัญรูป
อัญรูป (;) เป็นสิ่งที่มีอยู่ในธาตุเคมี ในธาตุหนึ่ง ๆ สามารถมีรูปแบบสองรูปแบบหรือมากกว่า หรือที่รู้จักกันในชื่อ "อัญรูป" ของธาตุนั้น ๆ ในแต่ละอัญรูป อะตอมของธาตุมีพันธะเคมีเชื่อมต่อกันในรูปแบบที่ต่างกัน มีโครงสร้างต่างกันไป อัญรูปนั้นไม่ใช่ไอโซเมอร์ที่เป็น "สารประกอบ" ที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แต่มีสูตรโครงสร้างต่างกัน
อะตอม
ถึงแม้จะเป็นอะตอมที่มีมวลมากที่สุด มันก็ยังเบาเกินกว่าที่เราจะไปทำอะไรด้วยโดยตรงได้ นักเคมีจึงนิยมใช้หน่วย โมล แทน โมลมีนิยามว่า หนึ่งโมลของธาตุใด ๆ จะมีจำนวนอะตอมเท่ากันเสมอ (ประมาณ 6.022) ที่เลือกใช้จำนวนนี้ก็เพื่อว่า ถ้าธาตุใด ๆ มีเลขอะตอมเป็น 1 u แล้ว โมลอะตอมของธาตุนั้นจะมีมวลใกล้เคียงกับ 0.001 กก. หรือ 1 กรัม อาศัยคำนิยามของหน่วยมวลอะตอมนี้ คาร์บอน-12 จึงมีมวลอะตอมเท่ากับ 12 u พอดี และหนึ่งโมลของอะตอมคาร์บอนมีน้ำหนักเท่ากับ 0.012 กก.
นิวเคลียสของอะตอม
เช่นเดียวกับกรณีของ ฮีเลียมเหลว ที่เป็น สุดยอดของเหลว () นิวเคลียสของอะตอมจะเป็นตัวอย่างหนึ่งของสถาวะที่ทั้ง (1) กฎทางกายภาพของอนุภาค "ธรรมดา" สำหรับปริมาณ และ (2) กฎของกลศาสตร์ควอนตัมที่ใช้งานไม่ง่ายสำหรับธรรมชาติที่เหมือนคลื่นจะนำมาประยุกต์ใช้ ในฮีเลียมสุดยอดของเหลว อะตอมของฮีเลียมมีปริมาณ และ "สัมผัส" ซึ่งกันและกันเป็นหลัก ในเวลาเดียวกัน ก็ยังแสดงคุณสมบัติจำนวนมากที่แปลก, สม่ำเสมอกับ การควบแน่นแบบ Bose-Einstein การควบแน่นนี้เปิดเผยว่าพวกมันยังมีธรรมชาติเหมือนคลื่นและไม่แสดงคุณสมบัติของของเหลวมาตรฐานอีกด้วย เช่นแรงเสียดทาน สำหรับนิวเคลียสที่ทำจาก แฮดรอน ซึ่งเป็นพวก เฟอร์มิออน ประเภทเดียวกันของการควบแน่นจะไม่ได้เกิดขึ้น และยิ่งกว่านั้น คุณสมบัติของนิวเคลียสจำนวนมากสามารถที่จะอธิบายได้เช่นกันโดยการรวมกันของคุณสมบัติของอนุภาคที่มีปริมาณเท่านั้น รวมเข้ากับลักษณะการเคลื่อนไหวที่ไม่มีแรงเสียดทานของพฤติกรรมเหมือนคลื่นของวัตถุที่ติดกับอยู่ใน วงโคจรควอนตัม ของ Erwin Schrödinger
สสาร
ถึงแม้ว่าสถานะเป็นที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในวิทยาศาสตร์กายภาพ แต่มันก็ไม่ง่ายที่จะให้คำจำกัดความที่ถูกต้องเที่ยงตรง ก่อนที่เราจะให้คำจำกัดความโดยทั่วไป เราลองมาดูตัวอย่างเกี่ยวกับสถานะกันก่อนสักสองตัวอย่าง
ตัวอย่าง: สถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส
น้ำ (H2O) ประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมเกาะติดกับออกซิเจนตรงกลางหนึ่งอะตอม ที่อุณหภูมิห้อง โมเลกุลของน้ำจะอยู่ใกล้กันและมีแรงดึงดูดต่อกันอย่างอ่อนๆ โดยไม่เกาะติดกัน ทำให้แต่ละโมเลกุลเคลื่อนไหวสัมพัทธ์กันได้เหมือนเม็ดทรายในนาฬิกาทราย พฤติกรรมของโมเลกุลน้ำที่มองไม่เห็นนี้ปรากฏออกมาให้เราเห็นเป็นคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของน้ำในสถานะของเหลวซึ่งเราคุ้นเคยกันดี เนื่องจากโมเลกุลของน้ำไม่รวมกันอยู่เป็นโครงสร้างที่แข็งตึง รูปร่างของน้ำจึงไม่ตายตัว และปรับสภาพเลื่อนไหลไปตามภาชนะที่บรรจุ และเนื่องจากโมเลกุลของน้ำอยู่ใกล้กันมากอยู่แล้ว น้ำจึงมีความต้านทานต่อการบีบอัด สังเกตได้จากการบีบลูกโป่งที่บรรจุน้ำซึ่งทำไม่ได้ง่ายเหมือนกับการบีบลูกโป่งที่บรรจุอากาศ
สารเคมี
สารเคมี () เป็นสสารวัสดุ ที่ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมหรือได้จากกระบวนการเคมี อาทิ
สารเคมี หรือที่รู้จักกันในชื่อของ สารบริสุทธิ์ คือ รูปแบบหนึ่งของสสารที่มีองค์ประกอบคงที่และมีคุณสมบัติเฉพาะตัว ไม่สามารถแยกองค์ประกอบได้ด้วยวิธีการทางกายภาพ ซึ่งก็คือ ปราศจากการทำลายพันธะเคมีนั่นเอง
โครงข่ายโลหะ−สารอินทรีย์
สารอินทรีย์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมโลหะอะตอมกลางอาจจะเป็นสารกลุ่มกรดคาร์บอกซิลิก (carboxylic acids) เอมีน (amines) เป็นต้น ตัวเชื่อมต้องมีอะตอมผู้ให้มากกว่า 1 อะตอม วางตัวในทิศทางที่จะส่งเสริมให้เกิดโครงสร้างที่ขยายออกไป เช่น กรด 1,4−เบนซีนไดคาร์บอกซิลิก กรดมาโลนิก กรดซักซินิก จัดเป็น ไดโทปิกลิแกนด์ (ditopic ligands) ซึ่งอะตอมผู้ให้หรือหมู่คาร์บอกซิเลตทั้งสองวางตัวอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามกัน 180° ในขณะที่ กรด 1,3,5−เบนซีนไตรคาร์บอกซิลิก ซึ่งเป็น ไตรโทปิกลิแกนด์ (tritopic ligands)ที่หมู่คาร์บอกซิเลตวางตัวอยู่ในตำแหน่งที่ทำมุม 120° ทำให้การวางตัวของโลหะอะตอมกลางมีรูปแบบที่แตกต่างกันไป 
กรด 1,4−เบนซีนไดคาร์บอกซิลิก กรด 1,3,5−เบนซีนไตรคาร์บอกซิลิก กรด 1,3,เบนซีนไดคาร์บอกซิลิก 
นอกจากนี้ การใช้ตัวเชื่อมที่มีโมเลกุลแข็งเกร็งจะสามารถทำนายโครงสร้างที่จะได้ง่ายกว่าการใช้ตัวเชื่อมที่มีความยืดหยุ่นมากกว่า
ฟิสิกส์ของอนุภาค
แนวคิดที่ว่า สสารทุกๆ ชนิดประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐาน มีมาตั้งแต่ ก่อนคริสตกาล นักปรัชญาที่มีแนวคิดเรื่องทฤษฎีอะตอมและธรรมชาติของอนุภาคพื้นฐานได้มีการศึกษามาตั้งแต่นักปรัชญากรีกโบราณ เช่น Leucippus, Democritus และ Epicurus นักปรัชญาอินเดียโบราณ เช่น Kanada, Dignāga และ Dharmakirti ยุคกลาง นักฟิสิกส์ชาวอารบิก เช่น Alhazen, Avicenna และ Algazel นักฟิสิกส์ชาวยุโรปในยุคใหม่ เช่น Pierre Gassendi, Robert Boyle และ Isaac Newton ทฤษฎีอนุภาคของแสงได้เคยถูกเสนอขึ้นโดยAlhazen, Avicenna, Gassendi และ Newton
เคมี
โดยทั่วไปเคมีมักเริ่มต้นด้วยการศึกษาอนุภาคพื้นฐาน, อะตอม, โมเลกุล แล้วนั้นมักจะเกี่ยวข้องกับสสาร ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารด้วยกันเองหรือปฏิสัมพันธ์ของสสารกับสิ่งที่ไม่ใช่สสารอย่างเช่นพลังงาน แต่หัวใจสำคัญของเคมีโดยทั่วไปคือการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารเคมีด้วยกันในปฏิกิริยาเคมี โดยสารเคมีนั้นมีการเปลี่ยนรูปไปเป็นสารเคมีอีกชนิดหนึ่ง นี่อาจจะรวมไปถึงการฉายรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสู่สารเคมีหรือสารผสม (ในเคมีแสง) ในปฏิกิริยาเคมีที่ต้องการแรงกระตุ้นจากแสง อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาเคมีนั้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเคมีซึ่งศึกษาสสารในด้านอื่น ๆ อีกมากมาย ตัวอย่างเช่น นักสเปกโตรสโคปีนั้นจะศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับสสารโดยที่ไม่มีปฏิกิริยาเกิดขึ้น
สารประกอบอินทรีย์
สารประกอบอินทรีย์ หมายถึง สารประกอบเคมีที่อยู่ในสถานะใดก็ได้ ไม่ว่าจะเป็นของแข็ง ของเหลว หรือแก๊ส ที่ประกอบด้วยโมเลกุลคาร์บอน ยกเว้นสารประกอบบางชนิดที่ไม่จัดว่าเป็นสารประกอบอินทรีย์แม้ว่าจะมีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบก็ตาม ตัวอย่างเช่น สารประกอบคาร์ไบน์, คาร์บอเนต, ออกไซด์ของคาร์บอนและไซยาไนด์ เช่นเดียวกับอัญรูปของคาร์บอน อย่างเช่น เพชรและแกรไฟต์ ซึ่งถูกจัดเป็นสารประกอบอนินทรีย์ ความแตกต่างระหว่างสารประกอบคาร์บอนที่เป็นสารประกอบ "อินทรีย์" และ "อนินทรีย์" นั้น ถึงแม้ว่า "จะมีประโยชน์ในการจัดระเบียบวิชาเคมีอย่างกว้างขวาง... แต่ก็ค่อนข้างไร้เหตุผลอยู่เหมือนกัน"
สถานะ (สสาร)
ธาตุ ( Element ) คือ สารบริสุทธิ์ที่ประกอบด้วยอะตอมเพียงชนิดเดียวกัน เช่น คาร์บอน ( C ) , กำมะถัน ( S )
อะตอม
ไม่มีความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจกับอะตอมเพิ่มมากขึ้นนักจนกระทั่งศาสตร์ทางด้านเคมีเริ่มพัฒนาขึ้น ในปี ค.ศ. 1661 นักปรัชญาธรรมชาติ โรเบิร์ต บอยล์ เผยแพร่งานเขียนเรื่อง "The Sceptical Chymist" ซึ่งเขาเห็นว่าสสารประกอบขึ้นจากส่วนประกอบหลากหลายระหว่าง "corpuscules" หรืออะตอมที่แตกต่างกัน ซึ่งต่างไปจากธาตุพื้นฐานทั้งสี่คือ อากาศ ดิน ไฟ และน้ำ ปี ค.ศ. 1789 ขุนนางชาวฝรั่งเศสและนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์ อองตวน ลาวัวซิเยร์ กำหนดคำว่า "ธาตุ" ("element") เพื่อใช้ในความหมายถึงสสารพื้นฐานที่ไม่สามารถแบ่งแยกด้วยกระบวนการทางเคมีต่อไปได้อีก
อะตอม
ปี ค.ศ. 1913 ขณะที่นักเคมีรังสี เฟรเดอริค ซอดดี ทำการทดลองกับผลที่ได้จากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี เขาค้นพบว่าดูเหมือนจะมีชนิดของอะตอมมากกว่าหนึ่งชนิดในแต่ละตำแหน่งของตารางธาตุ มาร์กาเร็ต ท็อดด์ ตั้งชื่อคำว่า ไอโซโทป ขึ้นเพื่อใช้ในความหมายถึงอะตอมที่แตกต่างกันแต่เป็นอะตอมของธาตุเดียวกัน เจ.เจ. ทอมสัน สร้างเทคนิคในการแบ่งแยกประเภทของอะตอมจากงานเกี่ยวกับแก๊สที่แตกตัวเป็นประจุ ซึ่งต่อมาได้นำไปสู่การค้นพบไอโซโทปเสถียร
โมเลกุลชีวภาพ
นิวคลีโอไทด์แต่ละตัวประกอบขึ้นจากไนโตรจินัสเบส น้ำตาลเพนโทสและหมู่ฟอสเฟตหนึ่งถึงสามหมู่ ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน ไฮโดรเจน และฟอสฟอรัส เป็นแหล่งพลังงานเคมี (อะดีโนซีนไตรฟอสเฟตและกวาโนซีนไตรฟอสเฟต) มีส่วนในการสื่อสารของเซลล์ (ไซคลิกกวาโนซีนมอโนฟอสเฟตและไซคลิกอะดีโนซีนมอโนฟอสเฟต) และเป็นโคแฟกเตอร์ที่สำคัญในปฏิกิริยาที่ใช้เอนไซม์ (โคเอนไซม์เอ, ฟลาวินอะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์, ฟลาวินมอนอนิวคลีโอไทด์ และนิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟต)
คาร์บีน
ในทางเคมี คาร์บีน () เป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนที่มีสองพันธะและมีแวเลนซ์อิเล็กตรอนที่ไม่มีพันธะอีกสองตัว สูตรทั่วไปคือ RR′C: แต่คาร์บอนอาจมีพันธะคู่กับอีกหมู่แทนก็ได้ คำว่า "carbene" อาจใช้อ้างถึงเพียงแค่สารประกอบ HC: ซึ่งสามารถเรียกว่าเมทิลีน ซึ่งเป็น parent hydride ที่เกี่ยวข้องกับสารประกอบคาร์บีนอื่นๆ ทั้งหมด คาร์บีนอาจจำแนกได้เป็น singlets หรือ triplets โดยขึ้นกับโครงสร้างเชิงอิเล็กตรอนของมัน สารประกอบคาร์บีนส่วนใหญ่มีอายุสั้นมาก แต่สารประกอบคาร์บีนแบบถาวรบางชนิดก็เป็นที่รู้จัก
ไนโตรเจน
ไนโตรเจน () เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ N และเลขอะตอม 7 เป็นอโลหะที่มีสถานะเป็นแก๊สที่มีอยู่ทั่วไป โดยปกติไม่มีสี กลิ่น หรือรส แต่ละโมเลกุลมี 2 อะตอม ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบของบรรยากาศ ของโลกถึง 78 เปอร์เซ็นต์ และเป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อในสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ไนโตรเจนยังเป็นส่วนประกอบในสารประกอบที่สำคัญหลายชนิด เช่น กรดอะมิโน แอมโมเนีย กรดไนตริก และสารจำพวกไซยาไนด์
อะตอม
โครงสร้างของเมฆอิเล็กตรอนอาจเปลี่ยนแปลงไปตามจำนวนอิเล็กตรอนที่มีในกลุ่มเมฆนั้น มีวิธีการนับจำนวนอิเล็กตรอนที่แตกต่างกันอยู่จำนวนหนึ่ง เช่น กฎออกเตต หรือ กฎ 18 อิเล็กตรอน ซึ่งโดยมากจะใช้เป็นเพียงกฎช่วยจำและไม่ได้ใช้แบบเดียวกันกับอะตอมทุกชนิด นักศึกษาใหม่ในวิชาเคมีมักถูกสอนให้จำโครงสร้างอะตอมแบบง่าย ๆ เป็น 2, 8, 8, 8, 8, 8, 8, [...] ทั้งนี้เพื่อให้ลำดับการสอนทำได้ง่ายขึ้น แต่จำนวนอิเล็กตรอนในแต่ละเชลล์สำหรับอะตอมขนาดใหญ่ที่จริงแล้วมีจำนวนที่ต่างไปจากนี้ เช่น 2, 8, 18, 32, 50, 72 แต่ต้องเป็นนักศึกษาชั้นสูงจึงค่อยทำความเข้าใจกับความซับซ้อนนี้
อะตอม
สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นโดยอะตอม (หรือโมเมนต์แม่เหล็กของมัน) สามารถนิยามได้จากรูปแบบที่แตกต่างกันของโมเมนตัมเชิงมุม ว่าเป็นวัตถุมีประจุที่กำลังหมุนรอบตัวเองและสร้างสนามแม่เหล็กออกมา อย่างไรก็ดี คุณลักษณะอันโดดเด่นที่สุดก็เกิดขึ้นมาจากสปิน โดยธรรมชาติของอิเล็กตรอนแล้ว มันจะเป็นไปตามหลักการกีดกันของเพาลี กล่าวคือ ไม่มีทางที่จะพบอิเล็กตรอน 2 ตัวอยู่ในสถานะควอนตัมเดียวกันได้ อิเล็กตรอนที่เป็นคู่จะอยู่ตรงกันข้ามกัน ถ้าสมาชิกหนึ่งอยู่ในสถานะสปินขึ้น อีกตัวจะอยู่ในสถานะตรงกันข้าม คือสปินลง ดังนั้นค่าสปินทั้งสองจะหักล้างกันเอง ทำให้ลดแรงแม่เหล็กสองขั้วลงเป็นศูนย์สำหรับอะตอมบางตัวที่มีจำนวนอิเล็กตรอนเป็นเลขคู่
ลูทวิช บ็อลทซ์มัน
โดยมากแล้วการคิดค้นทางฟิสิกส์ไม่สอดคล้องกับความเชื่อของบ็อลทซ์มันเกี่ยวกับความเป็นจริงของอะตอมและโมเลกุล งานที่สอดคล้องกับเขามาจากแมกซ์เวลล์ในสกอตแลนด์ และกิบส์ในสหรัฐอเมริกา กับนักเคมีจำนวนหนึ่งหลังจากการค้นพบของจอห์น ดาลตัน ในปี ค.ศ. 1808 บ็อลทซ์มันต้องต่อสู้โต้เถียงกับบรรณาธิการนิตยสารด้านฟิสิกส์ในเยอรมนีผู้มีชื่อเสียงเป็นเวลายาวนาน เพราะบรรณาธิการผู้นั้นปฏิเสธผลงานของบ็อลทซ์มันที่อ้างอิงถึงอะตอมกับโมเลกุลในลักษณะอื่นที่ไม่สอดคล้องกับโครงสร้างทางทฤษฎีในยุคนั้น แต่หลังจากบ็อลทซ์มันเสียชีวิตไปไม่กี่ปี ผลการศึกษาสารแขวนลอยของแปแร็งได้ยืนยันตัวเลขของค่าอาโวกาโดรและค่าคงที่บ็อลทซ์มัน ทำให้โลกยอมรับว่าอนุภาคเล็กๆ อย่างอะตอมนั้นมีอยู่จริง ๆ
อะตอม
การอ้างอิงถึงแนวคิดอะตอมยุคแรก ๆ สืบย้อนไปได้ถึงยุคอินเดียโบราณในศตวรรษที่ 6 ก่อนคริสตกาล โดยปรากฏครั้งแรกในศาสนาเชน สำนักศึกษานยายะและไวเศษิกะได้พัฒนาทฤษฎีให้ละเอียดลึกซึ้งขึ้นว่าอะตอมประกอบกันกลายเป็นวัตถุที่ซับซ้อนกว่าได้อย่างไร ทางด้านตะวันตก การอ้างอิงถึงอะตอมเริ่มขึ้นหนึ่งศตวรรษหลังจากนั้นโดยลิวคิพพุส (Leucippus) ซึ่งต่อมาศิษย์ของเขาคือ ดีโมครีตุส ได้นำแนวคิดของเขามาจัดระเบียบให้ดียิ่งขึ้น ราว 450 ปีก่อนคริสตกาล ดีโมครีตุสกำหนดคำว่า "átomos" () ขึ้น ซึ่งมีความหมายว่า "ตัดแยกไม่ได้" หรือ "ชิ้นส่วนของสสารที่เล็กที่สุดไม่อาจแบ่งแยกได้อีก" เมื่อแรกที่ จอห์น ดาลตัน ตั้งทฤษฎีเกี่ยวกับอะตอม นักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นเข้าใจว่า 'อะตอม' ที่ค้นพบนั้นไม่สามารถแบ่งแยกได้อีกแล้ว ถึงแม้ต่อมาจะได้มีการค้นพบว่า 'อะตอม' ยังประกอบไปด้วย โปรตอน นิวตรอน และอิเล็กตรอน แต่นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันก็ยังคงใช้คำเดิมที่ดีโมครีตุสบัญญัติเอาไว้
เคมี
วิชาเคมีมักแบ่งออกเป็นสาขาย่อยหลัก ๆ ได้หลายสาขา นอกจากนี้ยังมีสาขาทางเคมีที่มีลักษณะที่ข้ามขอบเขตการแบ่งสาขา และบางสาขาก็เป็นสาขาที่เฉพาะทางมาก
โมเลกุลเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของสารประกอบบริสุทธิ์ ประกอบด้วยอะตอมตั้งแต่ 2 อะตอมขึ้นสร้างพันธะต่อกัน
ยาปฏิชีวนะ
ด้วยความก้าวหน้าทางเภสัชเคมี ทำให้ยาปฏิชีวนะที่มีใช้อยู่ทุกวันนี้สามารถผลิตได้จากวิธีการกึ่งสังเคราะห์ โดยการดัดแปลงสูตรโครงสร้างของสารประกอบจากธรรมชาติที่มีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียให้มีความเหมาะสมในการใช้กับมนุษย์มากขึ้น ตัวอย่างที่เห็นได้อย่างชัดเจนคือ ยาปฏิชีวนะจำพวกบีตา-แลคแตม ซึ่งกลุ่มเพนิซิลลิน (ผลิตจากราในสกุลเพนิซิลเลียม), กลุ่มเซฟาโลสปอริน, และกลุ่มคาร์บาพีแนม ก็ล้วนแต่ถูกจัดอยู่ในยาปฏิชีวนะจำพวกนี้ ส่วนยาปฏิชีวนะที่ใช้ในปัจจุบันที่ต้องสกัดจากจุลชีพที่มีชีวิตเท่านั้น คือ ยาปฏิชีวนะในกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์ ส่วนกลุ่มอื่นๆนั้นล้วนได้มาจากการสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ เช่น ซัลโฟนาไมด์, ควิโนโลน, ออกซาโซลิไดโอน เป็นต้น ยาปฏิชีวนะโดยส่วนใหญ่มักมีขนาดโมเลกุลที่ค่อนข้างเล็กและมีมวลโมเลกุลน้อยกว่า 1000 ดาลตัน
สถานะ (สสาร)
น้ำ (HO) ประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมเกาะติดกับออกซิเจนตรงกลางหนึ่งอะตอม ที่อุณหภูมิห้อง โมเลกุลของน้ำจะอยู่ใกล้กันและมีแรงดึงดูดต่อกันอย่างอ่อนๆ โดยไม่เกาะติดกัน ทำให้แต่ละโมเลกุลเคลื่อนไหวสัมพัทธ์กันได้เหมือนเม็ดทรายในนาฬิกาทราย พฤติกรรมของโมเลกุลน้ำที่มองไม่เห็นนี้ปรากฏออกมาให้เราเห็นเป็นคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของน้ำในสถานะของเหลวซึ่งเราคุ้นเคยกันดี เนื่องจากโมเลกุลของน้ำไม่รวมกันอยู่เป็นโครงสร้างที่แข็งตึง รูปร่างของน้ำจึงไม่ตายตัว และปรับสภาพเลื่อนไหลไปตามภาชนะที่บรรจุ และเนื่องจากโมเลกุลของน้ำอยู่ใกล้กันมากอยู่แล้ว น้ำจึงมีความต้านทานต่อการบีบอัด สังเกตได้จากการบีบลูกโป่งที่บรรจุน้ำซึ่งทำไม่ได้ง่ายเหมือนกับการบีบลูกโป่งที่บรรจุอากาศ
สิ่งมีชีวิตนอกโลก
ทุกชีวิตบนโลกนั้นมีพื้นฐานอยู่บนองค์ประกอบทางเคมี 26 ชนิด อย่างไรก็ดี, ประมาณ 95% ของชีวิตนี้ถูกสร้างขึ้นมาโดยขึ้นอยู่กับองค์ประกอบเพียงหกอย่างเหล่านี้ คือ: คาร์บอน, ไฮโดรเจน, ไนโตรเจน, ออกซิเจน, ฟอสฟอรัส, และกำมะถัน อักษรย่อคือ CHNOPS ทั้งหกองค์ประกอบเหล่านี้เป็นรูปแบบของการสร้างบล็อกขั้นพื้นฐานของแทบทุกชีวิตบนโลกในขณะที่ส่วนใหญ่ขององค์ประกอบที่เหลือจะพบในปริมาณเพียงเล็กน้อย
วิตามิน
วิตามิน หรือ ไวตามิน เป็นสารประกอบอินทรีย์ซึ่งเป็นสารอาหารสำคัญที่สิ่งมีชีวิตต้องการในปริมาณเล็กน้อย เรียกสารประกอบเคมีอินทรีย์ (หรือชุดสารประกอบที่สัมพันธ์กัน) ว่า วิตามิน ต่อเมื่อสิ่งมีชีวิตไม่สามารถสังเคราะห์สารนั้นได้ในปริมาณเพียงพอ และต้องได้รับจากอาหาร ฉะนั้น คำว่า "วิตามิน" จึงขึ้นอยู่กับทั้งสภาวะแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ๆ ตัวอย่างเช่น กรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี) ถือเป็นวิตามินสำหรับมนุษย์ แต่ไม่ถือเป็นวิตามินสำหรับสัตว์อื่นส่วนใหญ่ การเสริมวิตามินสำคัญต่อการรักษาปัญหาสุขภาพบางอย่าง แต่มีหลักฐานประโยชน์การใช้ในผู้มีสุขภาพดีน้อย
สิ่งมีชีวิตนอกโลก
อย่างไรก็ตาม คาร์ล เซแกนได้ชี้ว่าลักษณะที่ปรากฏในสิ่งชีวิตทั้งหมดบนโลกนี้ก็ไม่แน่ว่าจะเป็นลักษณะที่มีอยู่ในสิ่งชีวิตทั้งหมดในจักรวาล ซึ่งคาร์ลได้เรียกการอนุมานดังกล่าวว่า "การยึดอคติคาร์บอน" (carbon chauvinism) โดยคาร์ลเห็นว่าซิลิคอนและเจอร์เมเนียมนั้นอาจเป็นสิ่งที่อาจแทนที่คาร์บอนได้ แต่ขณะเดียวกันก็ชี้ว่าคาร์บอนนั้นดูเหมือนจะมีความหลากหลายทางเคมีมากกว่าและมีปริมาณในจักรวาลมากกว่าด้วย
อะตอม
ลัทธินิยมคอร์พัสคิวลาร์ (Corpuscularianism) ที่เสนอโดยนักเล่นแร่แปรธาตุในคริสต์ศตวรรษที่ 13 ซูโด-กีเบอร์ (Pseudo-Geber) หรือบางครั้งก็เรียกกันว่า พอลแห่งทารันโท แนวคิดนี้กล่าวว่าวัตถุทางกายภาพทุกชนิดประกอบด้วยอนุภาคขนาดละเอียดเรียกว่า คอร์พัสเคิล (corpuscle) เป็นชั้นภายในและภายนอก แนวคิดนี้คล้ายคลึงกับทฤษฎีอะตอม ยกเว้นว่าอะตอมนั้นไม่ควรจะแบ่งต่อไปได้อีกแล้ว ขณะที่คอร์พัสเคิลนั้นยังสามารถแบ่งได้อีกในหลักการ ตัวอย่างตามวิธีนี้คือ เราสามารถแทรกปรอทเข้าไปในโลหะอื่นและเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของมันได้ แนวคิดนิยมคอร์พัสคิวลาร์อยู่ยั่งยืนยงเป็นทฤษฎีหลักตลอดเวลาหลายร้อยปีต่อมา
อนุภาคมูลฐาน
ตามแบบจำลองปัจจุบันของ Big Bang nucleosynthesis องค์ประกอบในยุคกำเนิดโลกของสสารที่มองเห็นได้ของจักรวาลควรจะเป็นไฮโดรเจนประมาณ 75% และฮีเลียม-4 25% (ในรูปของมวล) นิวตรอนถูกทำขึ้นจากหนึ่งอัพควาร์กและสองดาวน์ควาร์ก ในขณะที่โปรตอนถูกทำจากสองอัพควาร์กและหนึ่งดาวน์ควาร์ก เนื่องจากอนุภาคมูลฐานทั่วไปอื่น ๆ (เช่นอิเล็กตรอน, นิวตริโนหรือโบซอนอ่อนแอ) จะเบามากหรือหายากมากเมื่อเทียบกับนิวเคลียสของอะตอม เราจึงสามารถตัดทิ้งการมีส่วนร่วมในมวลของพวกมันที่มีต่อมวลรวมของจักรวาลที่สามารถสังเกตได้ ดังนั้น เราสามารถสรุปได้ว่าส่วนใหญ่ของมวลที่มองเห็นได้ของจักรวาลประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ซึ่ง เหมือนเช่นแบริออนทั้งหมด มีผลให้ประกอบด้วยอัพควาร์กและดาวน์ควาร์กจำนวนมาก
ตารางธาตุ
"หมู่" เป็นแถวแนวตั้งในตารางธาตุ หมู่ยังถูกใช้เพื่อตรวจสอบแนวโน้มของธาตุ ซึ่งเห็นชัดได้กว่าคาบหรือบล็อก ทฤษฎีควอนตัมของอะตอมได้อธิบายว่าธาตุในหมู่เดียวกันมีสมบัติทางเคมีเหมือนกัน เนื่องจากมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนที่เหมือนกันในวงวาเลนซ์ของมัน ดังนั้นธาตุในหมู่เดียวกันมักจะมีสมบัติทางเคมีที่ชัดเจนขึ้นเมื่อเลขอะตอมมากขึ้น ถึงอย่างนั้น บางส่วนของตารางธาตุก็ไม่ได้เป็นไปตามนี้ เช่นธาตุในบล็อก-d หรือบล็อก-f
อะตอม
ความเสถียรของไอโซโทปเกิดจากสัดส่วนระหว่างโปรตอนต่อนิวตรอน รวมไปถึง "จำนวนมหัศจรรย์" ของนิวตรอนหรือโปรตอนที่แสดงถึงระดับพลังงานควอนตัมทั้งแบบ closed และแบบ filled ระดับชั้นพลังงานควอนตัมเหล่านี้คือระดับพลังงานภายในแบบจำลองชั้นพลังงานของนิวเคลียส ดังเช่น filled shell ของโปรตอน 50 ตัวในดีบุก แสดงถึงความเสถียรของนิวไคลด์แบบไม่ปกติ จากจำนวนนิวไคลด์เสถียรทั้งหมดที่รู้จักกัน 256 ชนิด มีเพียง 4 ชนิดเท่านั้นที่มีจำนวนโปรตอน"และ"นิวตรอนเป็นเลขคี่ ได้แก่ ไฮโดรเจน-2 (ดิวเทอเรียม), ลิเธียม-6, โบรอน-10 และ ไนโตรเจน-14 นอกจากนี้ สำหรับนิวไคลด์กัมมันต์แบบคี่-คี่ ที่มีครึ่งชีวิตมากกว่าพันล้านปี ก็มีเพียง 4 ชนิดเท่านั้นคือ โปแตสเซียม-40, วานาเดียม-50, แลนทานัม-138 และ แทนทาลัม-180m นิวเคลียสที่มีจำนวนแบบคี่-คี่ ส่วนใหญ่จะไม่เสถียรอย่างมากโดยเกิดการสลายปลดปล่อยอนุภาคบีตา เพราะผลจากการสลายนั้นจะได้จำนวนมาเป็นแบบคู่-คู่ ซึ่งเป็นพันธะที่แข็งแรงกว่า ตาม nuclear pairing effects
กรดอะมิโน
กรดอะมิโน () คือ ชีวโมเลกุลที่มีทั้งหมู่ฟังก์ชันอะมิโนและคาร์บอกซิลเป็นส่วนประกอบ กรดอะมิโนเป็นองค์ประกอบสำคัญของโปรตีนซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ในวิชาชีวเคมี คำว่า "กรดอะมิโน" มักหมายความถึงกรดอะมิโนแบบแอลฟา (alpha amino acids) ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่ทั้งหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิลติดอยู่กับคาร์บอนอะตอมเดียวกัน เรียกว่า formula_1-คาร์บอน
อะตอม
ไอโซโทปกัมมันต์แต่ละตัวจะมีระยะเวลาในการปลดปล่อยอนุภาค หรือครึ่งชีวิต ที่เฉพาะตัว ซึ่งกำหนดจากระยะเวลาที่ต้องใช้ในการทำให้สารตัวอย่างนั้นสลายตัวไปเหลือเพียงครึ่งเดียว อันเป็นกระบวนการสลายตัวแบบเอ็กโปเนนเชียล สัดส่วนของไอโซโทปที่เหลืออยู่เป็น 50% ของทุก ๆ ระยะครึ่งชีวิตจะลดลงเรื่อย ๆ นั่นคือ หลังจากที่ผ่านระยะครึ่งชีวิตไป 2 ครั้ง จะเหลือปริมาณไอโซโทปนั้นอยู่ 25% ของจำนวนในครั้งแรก และลดลงในลักษณะนี้ไปเรื่อย ๆ
ฟิสิกส์ของอนุภาค
ในคริสตศวรรษที่ 19 จอห์น ดาลตัน ช่วงที่เขากำลังทำงานเกี่ยวกับ stoichiometry (การศึกษาเกี่ยวกับปริมาณความสัมพันธ์ระหว่างผลิตภัณฑ์และสารตั้งต้นในวิชาเคมี) ได้ตัดสินใจว่า ธาตุต่างๆนั้นที่มีอยู่ในธรรมชาติประกอบขึ้นมาจากอนุภาคอย่างเดียว ดาลตันและคนสมัยนั้นเชื่อว่าสิ่งนั้นเป็นอนุภาคพื้นฐานของธรรมชาติจึงตั้งชื่อว่าอะตอม มาจากคำว่า "Atomos" แปลว่า แบ่งแยกอีกไม่ได้ อย่างไรก็ดีช่วงปลายศตวรรษนั้น นักฟิสิกส์พบว่า อะตอมไม่ได้แบ่งแยกอีกไม่ได้ อะตอมเป็นการรวมกันเป็นกลุ่มเป็นก้อนของอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า ช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่20การสำรวจของนิวเคลียร์ฟิสกส์และควอนตัมฟิสิกส์ได้ถึงจุดสูงสุด ด้วยการพิสูจน์ของนิวเคลียร์ฟิชชั่นในปี 1939 โดย ลีเซอ ไมท์เนอร์ (อยู่บนการทดลองของ ออทโท ฮาน) และ นิวเคลียร์ฟิวชั่นโดย ฮันส์ เบเทอ ในปีเดียวกัน การค้นพบดังกล่าวสร้างความตื่นตัวทางอุตสาหกรรมของการสร้างอะตอมหนึ่งไปเป็นอีกอะตอมหนึ่ง ยิ่งไปกว่านั้นเป็นการช่วยทำให้การแปลงตะกั่วกลายเป็นทองเกิดขึ้นได้จริง ยังนำไปสู่การสร้างอาวุธนิวเคลียร์ โดยตลอดปี 1950 ถึงปี 1960 ได้พบความงุนงงจากการค้นพบอนุภาคที่พบในการทดลองการกระเจิง (Scattering Experiments) สิ่งนี้ได้อ้างถึง particle zoo และได้ถูกคัดค้าน ภายหลังจาก สูตรของแบบจำลองมาตรฐานในช่วงปี 1970 ที่ซึ่งอนุภาคขนาดใหญ่ถูกอธิบายว่าเป็นการประกอบกันของอนุภาคพื้นฐานที่มีขนาดเล็ก
วิตามิน
ตามธรรมเนียม คำว่า วิตามิน ไม่รวมสารอาหารสำคัญอื่น เช่น แร่ธาตุ กรดไขมันจำเป็น หรือกรดอะมิโนจำเป็น (ซึ่งร่างกายต้องการสารเหล่านี้ในปริมาณมากกว่าวิตามินมาก) หรือสารอาหารอื่นอีกมากที่ส่งเสริมสุขภาพแต่ต้องการไม่บ่อย ในปัจจุบัน ระดับสากลรับรองวิตามินอย่างสากลสิบสามชนิด วิตามินจำแนกโดยกัมมันตภาพทางชีวภาพและเคมี ไม่ใช่โครงสร้าง ฉะนั้น วิตามินแต่ละชนิดจึงหมายถึงสารประกอบวิตาเมอร์ (vitamer) ซึ่งล้วนแสดงกัมมันตภาพทางชีวภาพที่สัมพันธ์กับวิตามินหนึ่ง ๆ ชุดสารเคมีดังกล่าวจัดกลุ่มตามชื่อวิตามิน "ระบุทั่วไป" เรียงตามอันดับอักษร เช่น "วิตามินเอ" ซึงรวมสารประกอบเรตินัล เรตินอล และแคโรทีนอยด์ที่ทราบกันอีกสี่ชนิด วิตาเมอร์ตามนิยามสามารถเปลี่ยนเป็นรูปกัมมันต์ของวิตามินในร่างกายได้ และบางครั้งสามารถเปลี่ยนเป็นวิตาเมอร์อีกชนิดหนึ่งได้เช่นกัน
หน่วยมวลอะตอม
สัญลักษณ์ของหน่วยนี้คือ amu ย่อมาจาก atomic mass unit ยังมีใช้ในงานตีพิมพ์เก่า ๆ โดยทั่วไปหน่วยมวลอะตอมนี้จะเขียนโดยไม่มีหน่วยกำกับ ในบทความวิชาการทาง biochemistry และ molecular biology นั้นจะใช้หน่วย ดัลตัน ย่อ "Da" เนื่องจากโปรตีน นั้นเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ โดยทั่วไปจึงมีการใช้หน่วย กิโลดัลตัน หรือ "kDa" เท่ากับ 1000 ดัลตัน
อะตอม
แม้คำว่า "อะตอม" จะมีกำเนิดจากรากศัพท์ที่มีความหมายถึงอนุภาคที่เล็กที่สุดซึ่งไม่สามารถแบ่งได้อีกต่อไป แต่การใช้งานในทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่นั้น อะตอมยังประกอบด้วยอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมอีกมากมาย อนุภาคที่เป็นส่วนประกอบของอะตอมได้แก่ อิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน อย่างไรก็ดี อะตอมของไฮโดรเจน-1 นั้นไม่มีนิวตรอน และประจุไฮโดรเจนบวกก็ไม่มีอิเล็กตรอน
หน่วยมวลอะตอม
ในช่วงก่อนปี ค.ศ. 1961 นั้น 1 หน่วยมวลอะตอมในทางฟิสิกส์นั้นจะใช้หมายถึง 1/16 ของมวลอะตอมของ ออกซิเจน-16 1 อะตอม ในขณะที่ 1 หน่วยมวลอะตอมในทางเคมีนั้นจะหมายถึง 1/16 ของค่าเฉลี่ยมวลของอะตอมออกซิเจน (คิดเฉลี่ยจากปริมาณของทุก ไอโซโทป ในธรรมชาติ) ซึ่งค่าทั่งสองดังกล่าวข้างต้นจะมีค่าต่ำกว่าค่า 1 หน่วยมวลอะตอมมาตรฐานในปัจจุบันเล็กน้อย ค่าในปัจจุบันนี้เป็นค่าที่ยอมรับเป็นค่ามาตรฐานโดย International Union of Pure and Applied Physics ในปี ค.ศ. 1960 และโดย the International Union of Pure and Applied Chemistry ในปี ค.ศ. 1961.
สารประกอบอนินทรีย์
สารประกอบอนินทรีย์ () คือสารประกอบเคมีที่นิยามตรงข้ามกับสารประกอบอินทรีย์ เป็นการจัดแบ่งสารเคมีตามความเชื่อแต่ดั้งเดิม ที่ให้สารเคมีที่ไม่ได้เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตเป็นสารประกอบอนินทรีย์ สารประกอบอนินทรีย์มักไม่มีพันธะเชื่อมระหว่างอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน ถึงแม้สารประกอบอนินทรีย์จะมีอยู่มากมายแต่เทียบไม่ได้กับจำนวนของสารประกอบอินทรีย์ที่มีอยู่ในโลก สารประกอบคาร์บอนเกือบทั้งหมดถูกจัดให้เป็นสารประกอบอินทรีย์แต่ก็มีบางตัวถูกกำหนดชัดเจนว่าเป็นสารประกอบอนินทรีย์ เช่น 
จะเห็นว่าสารประกอบทั้งหมดข้างบนไม่มีอะตอมของไฮโดรเจนเชื่อมต่อกับคาร์บอนเลย ในอดีตเชื่อกันว่าสารประกอบอินทรีย์มีอยู่ในสิ่งมีชีวิติเท่านั้น แต่ปัจจุบันเราสามารถสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ได้มากมายโดยสารประกอบเหล่านี้ไม่เคยอยู่ในสิ่งมีชีวิตเลย เช่น ยา (drug) และ พลาสติก (plastic) ในขณะที่สารประกอบอนินทรีย์มากมายที่มีความจำเป็นและอยู่ในสิ่งมีชีวิต (life) เช่น โซเดียมคลอไรด์ (sodium chloride-common salt) , กรดคาร์บอนิก (carbonic acid) , สารประกอบฟอสเฟต (phosphate) , สารประกอบเหล็ก (iron) การศึกษาสารประกอบโลหะในสิ่งมีชีวิตเรียกว่าไบโออนินทรีย์เคมี (bioinorganic chemistry)
ภาษาโปรล็อก
อะตอม (atom) คือ ค่าคงที่ซึ่งเขียนแทนด้วยข้อความ โดยอะตอมคือลำดับที่ประกอบด้วย ตัวอักษร ตัวเลข เส้นใต้อักขระ (underscores) และจะต้องขึ้นต้นด้วยตัวพิมพ์เล็ก โดยปกติแล้วถ้าต้องการอะตอมที่ใช้เครื่องหมายพิเศษ จะเขียนเครื่องหมายอัญประกาศเดี่ยว (') กำกับไว้ เช่น '+' เป็น อะตอม แต่ + เป็นตัวดำเนินการ
สปิน (ฟิสิกส์)
พึงสังเกตว่าคุณสมบัติภายในของอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมที่เรียกว่า "สปิน" อันเป็นหัวข้อในบทความนี้ แม้จะเกี่ยวพันกันอยู่บ้าง แต่ก็ค่อนข้างแตกต่างกับแนวคิดของสปินในชีวิตประจำวันของเราอย่างมาก (เช่นการใช้คำว่า "สปิน" (การหมุน) ของลูกบอล) "สปิน" ที่นักฟิสิกส์อนุภาคใช้ในโลกควอนตัมนั้นคือคุณสมบัติหนึ่งของอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอม ซึ่งมีคุณลักษณะที่แน่นอนและกระทำตัวตามกฎที่แน่นอน
สสารมืด
สสารปกติจะถูกตรวจจับได้จากการแผ่พลังงานออกมา เนบิวลา กาแล็กซี ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ ต้นไม้ หรือแม้กระทั่งจุลชีพเล็กๆ จะถูกตรวจจับได้จากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดใดชนิดหนึ่งที่แผ่ออกมา ทว่าสสารมืดจะไม่แผ่พลังงานเพียงพอที่จะตรวจจับได้โดยตรง นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าในจักรวาลมีสสารมืดตั้งแต่ปี 1933 เมื่อ ฟริตซ์ ซวิคกี้ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย ศึกษากระจุกกาแล็กซีโคมา โดยวัดมวลทั้งหมดของกระจุกกาแล็กซีนี้บนพื้นฐานการศึกษาการเคลื่อนที่ของกาแล็กซีบริเวณขอบของกระจุกกาแล็กซี
ออร์บิทัลเชิงอะตอม
จากประมาณ 1,920 แม้ก่อนที่แอดเวนต์ของกลศาสตร์ควอนตัมสมัยใหม่ที่หลักการ aufbau หลักการก่อสร้าง () ที่ atoms ถูกสร้างขึ้นของคู่อิเล็กตรอน, จัดในรูปแบบซ้ำง่ายของการเพิ่มจำนวนคี่ (1,3,5,7 ..) , เคยถูกใช้โดย นีลส์ บอร์ และอื่นๆเพื่อสรุปสถานะของสิ่งที่ต้องการ orbitals atomic ภายในกำหนดค่าอิเล็กตรอนรวม atoms ซับซ้อน. ในคณิตศาสตร์ของฟิสิกส์อะตอมก็ยังมักจะอำนวยความสะดวกเพื่อลดการทำงาน อิเล็กตรอนของระบบที่ซับซ้อนเป็นชุดของ orbitals atomic ง่าย. แม้ว่าอิเล็กตรอนแต่ละ multi-อะตอมอิเล็กตรอนไม่แคบไปหนึ่งหนึ่ง "หรือสองอิเล็กตรอน orbitals atomic" ในภาพ idealized ข้างต้นยังคลื่นอิเล็กตรอนแบบการทำงานอาจจะแตกลงชุดซึ่งยังคงแบกสำนักพิมพ์ ของ atomic orbitals; ประหนึ่งว่าในความรู้สึกบางเมฆอิเล็กตรอนของอะตอมหลายอิเล็กตรอนคือบางส่วน ยังคง "ประกอบด้วย" ของ orbitals atomic แต่ละที่มีเพียงหนึ่งหรือสองอิเล็กตรอน. Physicality ของมุมมองนี้จะแสดงที่ดีที่สุดในลักษณะซ้ำของสารเคมีและการทำงานทางกายภาพ ขององค์ประกอบผลซึ่งในธรรมชาติสั่งเรียกจากศตวรรษที่ 19 เป็นตารางธาตุของธาตุ. ในการสั่งซื้อช่วงซ้ำ 2, 6, 10 และ 14 ธาตุในตารางธาตุตรงกับจำนวนของอิเล็กตรอนที่ครอบครองชุดสมบูรณ์ s, p, d และ f orbitals atomic ตามลำดับ
สถานะ (สสาร)
สสาร ( Matter ) หมายถึงสิ่งที่มีมวล ต้องการที่อยู่ และ สามารถสัมผัสได้โดยประสาทสัมผัสทั้ง 5 เช่น ดิน น้ำ อากาศ ฯลฯ ภายใน สสารเป็นเนื้อของสสาร เรียกว่า สาร ( Substance )
พลังงานนิวเคลียร์
ค่าใช้จ่ายที่สูงอย่างไม่คาดคิดในโครงการอาวุธนิวเคลียร์สหรัฐอเมริกา, อีกทั้งการแข่งขันกับสหภาพโซเวียตและความปรารถนาที่จะกระจายการปกครองระบอบประชาธิปไตยทั่วโลก, ได้สร้าง "... ความกดดันให้กับเจ้าหน้าที่ของรัฐบาลกลางในการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์พลเรือนที่จะช่วยแสดงให้เห็นความจำเป็นที่ต้องใช้ค่าใช้จ่ายที่สูงมากของรัฐบาล". ในปี 1945, หนังสือพ็อกเก็ตบุ๊กชื่อ "ยุคปรมาณู" () ประกาศอำนาจของอะตอมที่ไม่ได้เปิดออกให้ใช้ในชีวิตประจำวันและวาดภาพอนาคตที่เชื้อเพลิงฟอสซิลจะไม่ได้ถูกนำมาใช้. นักเขียนวิทยาศาสตร์ท่านหนึ่ง, เดวิด Dietz, เขียนว่าแทนที่จะเติมถังน้ำมันรถยนต์ของคุณสองหรือสามครั้งต่อสัปดาห์, คุณจะเดินทางทั้งปีด้วยเม็ดของพลังงานปรมาณูขนาดเท่ายาเม็ดวิตามิน. เกลน Seaborg, ประธานคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูเขียนว่า "จะมีกระสวยระหว่างโลกกับดวงจันทร์ขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์, หัวใจเทียมขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์, สระว่ายน้ำให้ความร้อนด้วยพลูโตเนียมสำหรับนักดำน้ำสกูบา, และอื่นๆอีกมากมาย" การคาดการณ์ที่ดีเกินไปเหล่านี้ยังไม่ได้รับการเติมเต็ม.
สสาร
ทุกๆฟิสิกส์มาจากตัวเลข และขอบเขต
นิวคลีออน
นิวคลีออน () คือหนึ่งในหลายอนุภาคที่ประกอบขึ้นเป็นนิวเคลียสของอะตอม นิวเคลียสของอะตอมแต่ละตัวประกอบด้วยนิวคลีออนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น ดังนั้นอะตอมแต่ละตัวจึงประกอบด้วยกลุ่มของนิวคลีออนที่ล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น นิวคลีออนมีอยู่ 2 ประเภทคือนิวตรอน และโปรตอน เลขมวลของไอโซโทปอะตอมหนึ่งๆ จะมีค่าเท่ากันกับจำนวนของนิวคลีออนของไอโซโทปอะตอมนั้นๆ ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถใช้เลขนิวคลีออนแทนที่เลขมวลหรือเลขมวลอะตอมซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวางก็ได้