Water is H₂O. Keukenzout is NaCl. Koolstofdioxide is CO₂. Dit zijn verbindingen, stoffen die gevormd worden door twee of meer elementen die chemisch gecombineerd zijn in vaste verhoudingen. De elementen verliezen hun individuele eigenschappen wanneer ze een verbinding vormen. Natrium is een reactief metaal dat explodeert in water. Chloor is een giftig gas. Samen vormen ze keukenzout, dat veilig is om te eten. De verbinding is geen mengsel. Het is een nieuwe stof met eigen eigenschappen.

Verbindingen worden bij elkaar gehouden door chemische bindingen. Ionische verbindingen ontstaan ​​wanneer metalen elektronen overdragen aan niet-metalen. Covalente verbindingen ontstaan ​​wanneer niet-metalen elektronen delen. Het type binding beïnvloedt de eigenschappen. Ionische verbindingen hebben een hoog smeltpunt en geleiden elektriciteit wanneer ze zijn opgelost. Covalente verbindingen hebben een lager smeltpunt en geleiden geen elektriciteit. Sommige verbindingen, zoals zuren en basen, reageren op karakteristieke manieren.

Verbindingen worden weergegeven door chemische formules. De formule vertelt je welke elementen aanwezig zijn en in welke verhouding. H₂O betekent twee waterstofatomen voor elk zuurstofatoom. De formule is niet zomaar een label. Het is een precieze beschrijving van de samenstelling. De molecuulformule geeft het werkelijke aantal atomen in een molecuul. De empirische formule geeft de eenvoudigste verhouding in gehele getallen.

Verbindingen kunnen door chemische reacties worden ontleed in hun elementen. Elektrolyse van water produceert waterstof en zuurstof. Verhitting van calciumcarbonaat produceert calciumoxide en koolstofdioxide. Deze reacties zijn het omgekeerde van de vorming. Ze tonen aan dat verbindingen combinaties zijn, geen mengsels.