Wasser ist H₂O. Kochsalz ist NaCl. Kohlendioxid ist CO₂. Dies sind Verbindungen, Stoffe, die aus zwei oder mehr Elementen bestehen, die sich in einem festgelegten Verhältnis chemisch verbinden. Die Elemente verlieren ihre individuellen Eigenschaften, wenn sie eine Verbindung bilden. Natrium ist ein reaktives Metall, das in Wasser explodiert. Chlor ist ein giftiges Gas. Zusammen bilden sie Kochsalz, das unbedenklich verzehrt werden kann. Die Verbindung ist kein Gemisch, sondern ein eigenständiger Stoff mit eigenen Eigenschaften.

Verbindungen werden durch chemische Bindungen zusammengehalten. Ionenverbindungen entstehen, wenn Metalle Elektronen an Nichtmetalle abgeben. Kovalente Verbindungen entstehen, wenn Nichtmetalle Elektronen teilen. Die Art der Bindung beeinflusst die Eigenschaften. Ionenverbindungen haben hohe Schmelzpunkte und leiten im gelösten Zustand elektrischen Strom. Kovalente Verbindungen haben niedrigere Schmelzpunkte und leiten keinen elektrischen Strom. Manche Verbindungen, wie Säuren und Basen, reagieren auf charakteristische Weise.

Verbindungen werden durch chemische Formeln dargestellt. Die Formel gibt an, welche Elemente in welchem ​​Verhältnis vorhanden sind. H₂O bedeutet zwei Wasserstoffatome pro Sauerstoffatom. Die Formel ist nicht nur eine Bezeichnung, sondern eine präzise Beschreibung der Zusammensetzung. Die Molekularformel gibt die tatsächliche Anzahl der Atome in einem Molekül an. Die empirische Formel gibt das einfachste ganzzahlige Verhältnis an.

Verbindungen können durch chemische Reaktionen in ihre Elemente zerlegt werden. Bei der Elektrolyse von Wasser entstehen Wasserstoff und Sauerstoff. Beim Erhitzen von Calciumcarbonat entstehen Calciumoxid und Kohlendioxid. Diese Reaktionen sind die Umkehrung ihrer Entstehung. Sie zeigen, dass Verbindungen Kombinationen und keine Gemische sind.