في عالم الأبحاث العلمية والثورة الصناعية الحديثة، تحتل العناصر والمركبات الكيميائية مكانة بارزة كركائز أساسية لعمليات الإنتاج والتقدم التقني. هذه المواد التي تتكون من ذرات متفاعلة مع بعضها البعض تشكل أساس كل ما يحيط بنا، بدءاً من الهواء الذي نتنفسه وحتى الأدوات الإلكترونية المعقدة التي نستخدمها اليوم.

يمكن تعريف العنصر بأنه مادة نقية لا يمكن تقسيمها إلى مواد أبسط عبر العمليات الفيزيائية أو الكيميائية الشائعة. هناك 118 عنصراً معروفاً حتى الآن في الجدول الدوري، وكل منها يتميز بخواصه الفريدة مثل الوزن الذري والنظام البلوري والتوزيع الإلكتروني وغيرها من الخصائص.

أما التركيبات الكيميائية فتعتبر نتاج تفاعلات بين عناصر مختلفة. تتشكل الجزيئات عندما ترتبط الذرات بواسطة روابط تساهمية أو أيونية لتكوين وحدات مستقرة جديدة. تحمل المركبات خصائص مختلفة تمام الاختلاف عن تلك الخاصة بالمواد الأصلية لها؛ فقد تكون سائلة كالماء، أو غازية كالأكسجين، أو صلبة كمعدن الحديد.

تتنوع طبيعة الروابط بين الذرات بشكل كبير حسب الطاقة الكهربائية لكل نوع من الأنواع المختلفة للعناصر. فمثلاً، رابطتي التساهمية والإيونية هما الأكثر شيوعاً. بينما تحدث الرابطة التساهمية نتيجة لإعادة توزيع مؤقت للألكترونات أثناء التحوير، تعمل الرابطة الإيونية حين يفقد أحد النوعين إلكتروناته لينتج عنه كاتيون وإلكترويت مجاور له يؤدي لدوران الإلكترونات حولهما مما يخلق قوة جذب قوية وكافية للحفاظ عليها سوياً رغم بعد مسافاتها النسبية.

تلعب دراسة العناصر والتركيبات دور محوري ضمن مجالات علمية متنوعة بما فيها الطب والصيدلانيات وهندسة المواد وكذلك الهندسة الكيماوية وأعمال المناجم وبقية تخصصات علوم الحياة الأخرى. إن فهم كيفية عمل هذه الأنظمة المجهرية يسمح لنا بتحقيق تقدم هائل في مجال البحوث الطبية وتطبيقات توليد الطاقة الجديدة ومجالات أخرى عديدة تحتاج للتعامل مباشرة مع الأحجام الصغيرة جداً للمواد الخاضعة للتغيير المؤثرعلى خصائصها العامة .

ويعود فضل هذا الفهم المتقدم لمبادئ الكيمياء لعقود طويلة مضت لباحثين مشهورين مثل داويرستوف ودالتون الذين قدموا نظريات رائده حول تركيب البنية الذرية وعلاقاتها بالتأثير المغذي للعناصر داخل أجسام الكائنات الحيه ومن ثم توصل الاكتشاف الحديث بمفهوم كتابة قوانيين أكثر شمولا ومعاصره تحدد أهميته حاليا سواء كان ذلك ضروريا لتحسين طرق تصنيعه أم لسبر أغوار عمليات الدمج المستقبلية وانتقاء عيناته المثلى وفق احتياجات وظيفته الوظيفة العملية المقترحة مستقبلا بإذن الله عز وجل!