Jedan od prvih zakona koji je doveo do utemeljenja kemije kao znanosti bio je Zakon očuvanja mase. Kemijska tvar je materija s određenim rasporedom atoma. U kemijske tvari ubrajamo elemente, primjerice vodik i kisik, ali i spojeve, primjerice vodu, u kojoj su spojeni atomi različitih elemenata. Naše tijelo, hrana i odjeća napravljeni su od kemijskih tvari.
Kemijska svojstva su način ponašanja jedne kemijske tvari prema drugima. Tako, primjerice kisik izaziva hrđanje željeza tj. njegovu oksidaciju pa kažemo da je kisik oksidans, odnosno da ima oksidativna svojstva. Kad god se izvodi određena kemijska reakcija, količina stečene ili izgubljene energije uvijek je ista. To je dovelo do važnih pojmova kao što su ravnoteža, termodinamika i kinetika.
Naše tijelo sadrži na desetke tisuća kemijskih tvari koje se miješaju, međusobno reagiraju i daju nam energiju za opstanak. Toksične (otrovne) tvari se upliću u kemijske reakcije u našem organizmu. Neke su kemijske tvari osim toga i korozivne jer nagrizaju materijale.
Kemijska reakcija je proces nastajanja jedne kemijske tvari iz druge. Pri mnogima od njih oslobađa se toplina, kao primjerice pri gorenju.
Kiseline su kemijske tvari koje reagiraju s kovinama. Jake kiseline, primjerice sumporna, dušična i klorovodična, vrlo su korozivne. Baza je tvar koja neutralizira (poništava) kiselinu. Pri njihovoj reakciji nastaju takozvane soli. Alkalije su jake baze, dobro topljive u vodi.
Biokemija proučava molekule u živim bićima: biljkama, životinjama i u ljudskom tijelu. Te su molekule u golemoj većini spojevi elementa ugljika. Ugljikovi atomi mogu se povezati međusobno (a i s drugim atomima) na mnogo, mnogo načina, tvoreći primjerice – prstenove i lance praktički neograničene duljine. Zbog te silne raznovrsnosti ugljik je idealna opeka za izgradnju složenih molekula života.
Fizika
Fizičari proučavaju ponašanje i interakcije materije i energije u prostoru i vremenu, i takve pojave se nazivaju fizikalne pojave. Primijenjena fizika iskorištava fizikalna otkrića u medicini, graditeljstvu i drugim praktičnim područjima.
Fizičari istražuju od čega su sazdani atomi, kako se ponašaju materijali, kao i sile koje drže planete u njihovim putanjama. Oni osim toga proučavaju i toplinu, svjetlo, elektricitet i magnetizam. Nastoje otkriti osnovne zakone kojima se pokoravaju materija i energija. Fizičari kreiraju i provode eksperimente rabeći lasere, ciklotrone, elektronske mikroskope, teleskope, velike spektrometre i druge uređaje. Njihova se otkrića obično zapisuju u obliku znanstvenih jednadžbi.
U fizici postoje dva osnovna oblika istraživanja. Eksperimentalni fizičari rade u laboratorijima gdje pokusima mjere fizikalna svojstva i procese. Teorijski se fizičari bave idejama, jednadžbama i modelima te otkrivaju nove fizikalne zakone koji mogu objasniti ili predvidjeti rezultate pokusa.
Primijenjena fizika na temelju osnovnih zakona fizičkoga svijeta smišlja korisna oruđa i tehnike za mnoga područja znanosti i tehnologije, primjerice medicinu, astronomiju, meteorologiju, tehnologiju materijala i informatiku.
Na temelju fizike razvijeni su mnogi dragocjeni medicinski instrumenti i tehnike. Skeneri, rendgenski aparati i laserska kirurgija temelje se na otkrićima fizičara, što naravno vrijedi i za uređaje za praćenje rada srca i liječenje teških bolesti.
