thumb|upright=1.5|Structure moléculaire en double hélice de l'ADN.
La chimie est une science de la nature qui étudie la composition de la matière et ses transformations, plus précisément les atomes, par leurs assemblages nommés molécules, les réactions chimiques qui changent ces dernières en conservant les premiers, en produisant ou non de la chaleur ou de la lumière, sans oublier les forces qui favorisent ou entravent ces réactions chimiquesLa science chimique est divisée en plusieurs spécialités expérimentales et théoriques, à l'instar de la physique et de la biologie, avec lesquelles elle partage parfois des espaces de recherches communs ou proches. D'après l'American Chemical Society, la plus grande association ou réunion de chimistes au plan mondial en 1990, la chimie étudie : les éléments chimiques à l'état libre, atomes ou ions atomiques, l'interaction des substances chimiques et les innombrables et diverses associations par liaisons chimiques qui engendrent notamment des composés moléculaires stables ou des intermédiaires plus ou moins instables. Ces entités de matière peuvent être caractérisées par une identité reliée à des caractéristiques quantiques et des propriétés précises ; les processus qui changent ou modifient l'identité de ces particules ou molécules de matière, dénommés réaction, transformation, interaction etc. ; les mécanismes intervenant dans les processus chimiques ou les équilibres physiques entre deux formes. Leurs définitions précises permettent de comprendre ou d'interpréter avec des hypothèses l'évolution matérielle avec en vue une exploitation des résultats de façon directe ou induite ; les phénomènes fondamentaux observables en rapport avec les forces de la nature qui jouent un rôle chimique, favorisant les réactions ou synthèse, addition, combinaison ou décomposition, séparation de phases ou extraction. L'analyse permet de découvrir les compositions, le marquage sélectif ouvre la voie à un schéma réactionnel cohérent dans des mélanges complexes..
Champs d'étude La chimie aborde avec rigueur : les entités chimiques d'un élément, c'est-à-dire les atomes et les ions monoatomiques. Elle étudie également leurs associations par liaisons chimiques qui engendrent notamment des composés moléculaires stables ou des intermédiaires plus ou moins instables. Ces entités de matière peuvent être caractérisées par une identité reliée à des caractéristiques quantiques et des propriétés précises ; les processus qui changent ou modifient l'identité de ces particules ou molécules de matière, dénommés réaction chimique, transformation, interaction ; les mécanismes réactionnels intervenant dans les processus chimiques ou les équilibres physiques entre deux formes, qui permettent d'interpréter des observations et d'envisager de nouvelles réactions ; les phénomènes fondamentaux observables en rapport avec les forces de la nature qui jouent un rôle chimique, favorisant les réactions ou synthèses, addition, combinaison ou décomposition, séparation de phases ou extraction. L'analyse permet de découvrir les compositions, le marquage sélectif ouvre la voie à un schéma réactionnel cohérent dans des mélanges complexes.
La taille des entités chimiques varie de simples atomes ou molécules nanométriques aux édifices moléculaires de plusieurs dizaines de milliers d'atomes dans les macromolécules, l'ADN ou protéine de la matière vivante (infra)micrométrique, jusqu'à des dimensions parfois macroscopiques des cristaux. En incluant l'électron libre (qui intervient dans les réactions radicalaires), les dimensions de principaux domaines d'application se situent dans son ensemble entre le femtomètre ()Le rayon de l'électron est de (voir ). Un fermi est aussi la taille du noyau où la force électromagnétique devient négligeable par rapport à l'interaction forte. et le micromètre ().
L'étude du monde à l'échelle moléculaire soumise paradoxalement à des lois singulières, comme le prouvent les récents développements nanotechnologiques, permet de mieux comprendre les détails de notre monde macroscopique. La chimie est qualifiée de « science centrale ». en raison des relations étroites qu'elle possède avec la biologie et la physique. Et elle a des relations avec les champs d'applications variés, tels que la médecine, la pharmacie, l'informatique et la science des matériaux, sans oublier des domaines appliqués tels que le génie des procédés et toutes les activités de formulation.
La physique, et surtout son instrumentation, est devenue hégémonique après 1950 dans le champ de la science de la nature. Les avancées en physique ont surtout refondé en partie la chimie physique et la chimie inorganique. La chimie organique, par l'intermédiaire de la biochimie, a partagé des recherches valorisant la biologie. Mais la chimie n'en garde pas moins une place incontournable et légitime dans le champ des sciences de la nature : elle conduit à de nouveaux produits, de nouveaux composés, découvre ou invente des structures moléculaires simples ou complexes qui bénéficient de façon extraordinaire à la recherche physique ou biologique. Enfin l'héritage cohérent que les chimistes défenseurs marginaux des structures atomiques ont légué aux acteurs de la révolution des conceptions physiciennes au début du ne doit pas être sous-estimé. thumb|Tubes à essai au laboratoire contenant diverses solutions, dévoilant phases différentes et/ou précipités.
Origine du mot La chimie est une activité ancestrale qui remonte aux plus vieilles périodes de la Préhistoire, à la fois un art sacré et une pratique profaneRobert Luft, Dictionnaire des corps purs simples de la chimie, , p. 17-21..
L'expérience, la mesure et la manipulation de chimie sont fondamentalement associées à l'idée de pesée, de proportions bien définies entre les composants, de maîtrise des rapports et quantités relatives à des ingrédients ou corps impliqués, mais aussi de rendement de matière recherchée.
Le vieux mot français chimie proviendrait de l'adaptation précoce en 1356 du mot latin médiéval chimia selon Chrétien Dehaisnes. Il s'agit d'un mot parent, proche et resté souvent confondu, du terme prépondérant alchimie lui-même issu de l'ancien français alquemie, cité en 1265 par Jean de Meung. Ces deux derniers mots français, à l'instar de l'anglais "chemistry" ou de l'allemand "Chemie", proviennent du latin médiéval alchemia, terme plus ancien qui atteste une évidente origine arabe, al-kimiyaAlbert Dauzat (dir.) Nouveau dictionnaire étymologique et historique, Librairie Larousse, Paris VI, 1964, entrée p. 21. . Le métier de chimiste apparaît en 1574 d'après les écrits de Noël du Fail.
Trois étymologies lointaines attestant une provenance orientale sont fréquemment citées. Ces hypothèses faisant référence à des périodes anciennes et différentes peuvent être reliées par des filiations complexes : l'une égyptienne, kemi viendrait de l'ancien égyptien Khemet, la terre humide, vivante et nourricière. Cette racine se retrouve aussi dans le copte « noire » puisque dans la vallée du Nil, la terre est noireN'oublions pas Cham, fils de Noé et les diverses populations chamitiques de la haute vallée du Nil.. L'art de kemi, par exemple les poisons minéraux en poudre sèche, a pu influencer la magie noire ; L'arabe al kimiya à l'origine des mots alchimie et chimie aurait été emprunté, selon Albert Dauzat, au grec signifiant « magie noire », mot lui-même venant de l'égyptien ancien kêm qui désigne la couleur noire. l'autre grecque postule un intérêt pour les liquides, en particulier les solvants. La racine grecque se lie à , khumeia, « mélange de liquides » , rappelant , khumos, « suc, jus », khumia au sens de mélange. ; Elle aurait été diffusée par le monde hellenistique à l'instar du Bain-marie, un des plus anciens procédés techniques. enfin de manière tardive, le mot al-kimiya transmet l'héritage antique. Il serait associé à l'arabe al kemi, , littéralement les petites quantités, fruits d'une pesée.
Histoire Antiquité et Moyen-Âge
L'art d'employer ou de trier, préparer, purifier, transformer les substances séchées mises sous forme de poudres, qu'elles proviennent du désert ou de vallées sèches, a donné naissance à des codifications savantes, d'abord essentiellement minérales. Mais les plantes éphémères et les arbres pérennes du désert, et leurs extraits gommeux ou liquides nécessaires aux onguents, ont été très vite assimilés à celles-ci, par reconnaissance de l'influence des terres et des roches.
Outre la connaissance du cycle de l'eau et des transports sédimentaires, la maîtrise progressive des métaux et des terres, les Égyptiens de l'Antiquité connaissent beaucoup de choses. Parmi elles, le plâtre, le verre, la potasse, les vernis, le papier (papyrus durci à l'amidon), l'encens, une vaste gamme de couleurs minérales ou pigments, de remèdes et de produits cosmétiques Plus encore que les huiles à onction ou les bains d'eaux ou de boues relaxants ou guérisseurs, la chimie se présente comme un savoir sacré qui permet la survie. Par exemple par l'art sophistiqué d'embaumer ou par le placement des corps des plus humbles dans un endroit sec.
L'art de la terre égyptien a été enseigné en préservant une conception unitaire. Les temples et les administrations religieuses ont préservé et parfois figé le meilleur des savoirs. Le pouvoir politique souverain s'est appuyé sur les mesures physiques, arpentage et hauteur hydraulique des crues, peut-être sur la densité du limon en suspension, pour déterminer l'impôt et sur les matériaux permettant les déplacements ou la mobilité des armées. Le vitalisme ou les cultes agraires et animaux, domaines appliqués de la kemia, ont été préservés dans des temples, à l'instar d'Amon, conservatoire des fumures azotées et de la chimie ammoniacale antique.
thumb|Signes alchimiques des sept métaux : Étain (Jupiter), Plomb (Saturne), Or (Apollon, soleil), Soufre, Mercure, Argent (Diane, Lune), Fer (Mars).
thumb|Les alchimistes, par Pietro Longhi, 1757
Les savants musulmans supposaient que tous les métaux provenaient de la même espèce. Ils croyaient à la possibilité de la transmutation et cherchèrent en vain dans cette perspective l'obtention de « l'al-iksir » qui prolongerait la vie. « Dans le même temps, guidés par des préoccupations plus pratiques, ils se livraient dans leurs laboratoires à des expérimentations systématiques des corps. Disposant de tableaux indiquant les poids spécifiques, ils pouvaient en les pesant, les distinguer, les reconnaître par des analyses sommaires et, quelquefois même les reconstituer par synthèse. [...] Ils trouvèrent des teintures pour colorer les tissus, les mosaïques et les peintures, si parfaites qu'elles ont gardé leur fraîcheur millénaire. » « Les Arabes allaient faire connaître au monde l'usage des parfums, en apprenant à extraire les parfums des fleurs. À Chapur, on distillait toutes les essences selon les techniques zoroastriennes : narcisse, lilas, violette, jasmin… Gur était réputé pour ses eaux parfumées et fabriquait des eaux de fleur d'oranger et de rose à base de rose d'Ispahan. Samarkand était célèbre par son parfum de basilic, Sikr par son ambre. Le musc du Tibet, le Nénuphar d'Albanie, la Rose de Perse demeurent des parfums aussi prestigieux que légendaires. » « En mélangeant la soude (Al-qali) avec le suif ou l'huile, les Arabes fabriquèrent les premiers savons et créèrent une des plus magnifiques industries de Bagdad, qui devait s'étendre rapidement sur l'Égypte, la Syrie, La Tunisie et l'Espagne musulmane. L'islam avait fait si bien que le goût du bien-être gagna toutes les classes de la société et que la production ne suffit plus à la consommation. Le besoin d'inventer l'industrie des succédanés ou ersatz se fit sentir à ce moment-là » »