首先来看我们熟悉的两个例子。
例1：氢气在氧气中燃烧生成水，其反应方程式为
在研究这个化学变化时，涉及物质的组成——氢气、氧气和水的组成，分别由氢分子、氧分子和水分子组成；每个氢分子由2 个氢原子组成，每个氧分子由2 个氧原子组成，每个水分子由2 个氢原子和1 个氧原子组成。同时，也涉及物质——氢分子、氧分子和水分子的结构，分别由相应的原子通过共用电子对形成共价键而构成，即
此外，在这个过程中，两种物质（氢气和氧气）发生变化，生成了另一种新的物质（水）；物质的凝聚态也变了，氢气和氧气均为气体（gas，简写为g），而水是液体（liquid，简写为l）。
发生这一变化的过程伴随着能量的释放（-283.83kJ.mol-1），因此这是一个放热过程。而这一放热过程在常温下并不发生，须先点燃（加热）才能引发，这就说明变化的发生必然和外界条件有关。
这同样涉及物质的组成、结构和变化（新物质的生成及过程中的能量变化），并且是一个放热过程，其引发同样需要一定的外界条件。钾和氯化钾是晶体（crystal，简写为c），而氯气是气体。
这些变化涉及物质的3 个层次：原子（或带电的原子，即离子）、分子及其凝聚态（气态、液态、固态、等离子体等）。(www.xing528.com)
由此，我们可以给出化学的定义：化学主要是在原子、分子及其凝聚态等层次上研究物质的组成、结构、性质、变化规律及其应用的科学。其中，分子是化学研究的中心层次，因此也可以称化学是分子的科学。在变化过程中生成了新的物质，但各元素的原子核不发生改变，这种变化称为化学变化，或称为化学反应。简而言之，化学是以研究物质化学变化（化学运动形式）为主的科学。
对于上述定义，有必要作以下几点说明：
（1）化学研究的“物质”是实体，不包含物理学上的“场”（物理场是相互作用场，也是物质存在的另一种形态）；
（2）“变化规律”则包含了所有转变过程中的规律，如组成、结构对性质的影响，外界条件对反应的影响，变化过程中的能量关系等；
（3）“主要”两字的含义是明确指出化学主要研究对象和其他科学有明显的区别。在研究主要对象的同时，就可能涉及一些“次要”的问题，这对化学的定义赋予了一定的灵活性。
应当指出，随着时代变迁，科学技术不断发展，化学的研究对象必然不断变化，因此化学的定义也会不断做出调整。例如，我国著名化学家徐光宪在2001 年提出，“21 世纪的化学是研究泛分子的科学”，将化学研究的客体扩展到了10 个层次，并给出了当今国内对于化学学科的最详细定义：“21 世纪的化学是研究原子、分子片、结构单元、分子、高分子、原子分子团簇、原子分子的激发态、过渡态、吸附态、超分子、生物大分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集态和组装态，直到分子材料、分子器件和分子机器的合成和反应，制备、剪裁和组装，分离和分析，结构和构象，粒度和形貌，物理和化学性能，生理和生物活性及其输运和调控的作用机制，以及上述各方面的规律，相互关系和应用的自然科学。”
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