Guld, syre, helium, koppar, kol. Dessa är grundämnen, rena ämnen som endast består av en typ av atom. Det finns 118 kända grundämnen, varav 94 förekommer naturligt på jorden. Resten syntetiseras i laboratorier. Varje grundämne har ett unikt atomnummer, vilket är antalet protoner i dess kärna. Det periodiska systemet ordnar grundämnena i stigande atomnummerordning, vilket avslöjar mönster i deras egenskaper.

Grundämnen är materiens byggstenar. De kan inte brytas ner till enklare ämnen på kemisk väg. De kan kombineras för att bilda föreningar, men själva grundämnet förblir oförändrat. Syre är ett grundämne. Vatten är en förening av väte och syre. Denna skillnad är viktig inom kemin. Grundämnen är de enklaste formerna av materia med distinkta kemiska identiteter.

Grundämnen existerar i olika former. Vissa är enatomiga, som helium och neon. Vissa är diatomiska, som väte, syre och kväve. Vissa bildar komplexa strukturer, som kol i diamant eller grafit. Formen beror på grundämnets bindningsbeteende och förhållandena. Allotroper är olika strukturformer av samma grundämne. Diamant, grafit och grafen är alla allotroper av kol.

Grundämnena smiddes i stjärnor. Väte och helium bildades i Big Bang. Tyngre grundämnen bildades genom kärnfusion i stjärnkärnor och supernovaexplosioner. Atomerna i din kropp skapades i stjärnor. Du är, bokstavligen talat, stjärndamm.