Víz bontásánál hidrogén és oxigén képződik, azaz egyetlen kiindulási anyagból két különböző termék keletkezik. Vajon bonthatjuk-e tovább a hidrogént és az oxigént? A vizsgálatok szerint semmiféle olyan kémiai módszert nem ismerünk, amellyel más, egyszerűbb anyagokra bonthatnánk ezeket a gázokat.

De vajon minden bomlás esetében ilyen egyszerű anyagokhoz jutunk? Gondoljunk egy korábbi kísérletünkre, amely során oxigént állítottunk elő kálium-klorát, illetve hipermangán hevítésével. Megfigyelhettük, hogy az oxigén eltávozása után a kémcsőben szilárd anyag maradt vissza. A kálium-klorát bomlása során keletkező szilárd anyag például magas hőmérsékleten megolvasztva, elektromos árammal tovább bontható, és káliumot (a nátrium közeli rokonát) valamint klórgázt kapunk. A kálium-permanganátnál még bonyolultabb a helyzet, mivel a hevítés során képződő sötét anyag maga is keverék, és annak minden komponense tovább bontható egyszerűbb anyagokra.

Mindezek alapján csak azt mondhatjuk, hogy egyes kémiailag tiszta anyagok kémiai módszerrel már nem bonthatók tovább többféle, kémiailag tiszta anyagra.

A kémiailag tovább már nem bontható anyagokat elemeknek nevezzük.

Azokat a kémiailag tiszta anyagokat, amelyek megfelelő módszerekkel egyszerűbb anyagokra bonthatók tovább, vegyületeknek nevezzük.

A vegyület név arra is utal, hogy ezek gyakran az őket alkotó elemek reakciójával, "vegyülésével" közvetlenül elő is állíthatók.

Milyen kapcsolat van az elemek és a vegyületek között?

Az elemek egyesülése során mindig vegyületek keletkeznek. Például:

Csak vegyületek bonthatók el, de bomlásuk során nemcsak elemek keletkezhetnek. Például:

Nemcsak elemek reagálhatnak egymással. Például:

Ahhoz, hogy el tudjuk dönteni, mi elem és mi nem, hívjuk segítségül a periódusos rendszert, amely az összes ma ismert elem nevét és jelét tartalmazza.

Ha egy kémiailag tiszta anyagot nem találunk a periódusos rendszerben, az biztosan vegyület.

Az elemeket röviden vegyjellel jelölik.

A vegyjel ma egy vagy két betűből áll, amelyet az elem tudományos nevéből képeztek. Az egyetlen nagybetűből álló vegyjelek a tudományos név első betűjét hordozzák. A többi elem vegyjele azért kapott második betűt is, mert már a kezdőbetűjét felhasználták valamelyik másik, ismert elem jelölésére.

Például:

a nitrogén vegyjele N, a nátriumé Na,

a hidrogén vegyjele H, a héliumé He, a hafniumé Hf,

az oxigén vegyjele O, az ozmiumé Os.

Néhány elem tudományos neve eltér a magyar nevétől, így például:

a foszfor vegyjele P (a tudományos neve: phosphorus),

a kén vegyjele S (sulphur),

a szén vegyjele C (carboneum),

a klór vegyjele Cl (chlorum),

a jód vegyjele I (iodum),

a vas vegyjele Fe (ferrum).

Az elemek tudományos neve utalhat:

• az elem valamilyen tulajdonságára: például az oxigén (savképző), a hidrogén (vízképző), a foszfor (fényt adó),
• a felfedezőjére, illetve híres tudósra: pl. gadolínium, einsteinium, laurencium, mendelévium, nobélium,
• valamilyen földrajzi helyre: pl. amerícium, európium, berkélium, francium, gallium, germánium, kalifornium, polónium, szkandium.

A tudósok régen sokféleképpen jelölték az elemeket. Jöns Jakob Berzelius (1779-1848) svéd kémikus, korának legelismertebb tekintélye, a mai vegyjelek bevezetője, az analitikai kémia megteremtője már betűket használt az elemek jelölésére. Rendszerét - kissé módosítva - ma is használjuk.

Tudjuk, hogy nem minden - ma ismert - elem fordul elő a természetben. Vannak mesterségesen előállított elemek is. Az elemek mesterséges átalakításával azonban már nem a kémia, hanem az atomfizika (illetve a kémia speciális tudományága, a magkémia) foglalkozik.