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在化學中，化學合成是以得到一種或多種產物為目的而進行的一系列化學反應。合成通常表現為通過物理或化學方法操縱的一步或多部反應。在現代的實驗室應用中，合成通常暗示整個過程可靠、可被重複且可於多個實驗室中應用。
一個化學合成步驟由選擇試劑開始。一個產物或中間產物往往需要多種試劑合成。在合成中，產物的數量為產率，往往以克為單位，或以實驗產物質量與理論產物質量之比來衡量。副反應通常為降低所需產物產率的化學反應。
在英語中，Synthesis的現代含義由阿道夫·威廉·赫爾曼·科爾貝首次使用。
化學合成中存在許多策略，其不僅僅是在一個步驟中將反應物A轉化為反應產物B. 在多步合成中，化合物通過一系列單獨的化學反應合成，每個化學反應都有自己的後處理[1] 。 例如，對乙醯氨基酚(Paracetamol)的實驗室合成可以由三個單獨的合成步驟組成。 在級聯反應中，多種化學轉化發生在單一反應物中，在多組分反應中，多達11種不同的反應物形成單一反應產物，並且在一鍋合成法中，一種反應物經歷多次轉化而不分離中間體。
有機合成為化學合成的特殊分支，用於合成有機化合物。一個複雜產物的全合成往往需要多步反應且消耗大量時間。有機合成技能在化學家中備受推崇，特別有價值或難以處理的化合物的合成為化學家們贏得了諾貝爾化學獎，例如羅伯特·伯恩斯·伍德沃德(英語：Robert Burns Woodward)。 如果化學合成從基礎實驗室化合物開始，則認為它是純合成的過程。 如果它從與植物或動物分離的產物開始，然後加工成新化合物，則合成被描述為半合成過程。
無機合成和有機金屬合成用於製備具有顯著非有機物含量的化合物。 一個說明性的例子是用氯亞鉑酸鉀製備抗癌藥物順鉑[2]。
化學合成的另一個含義相對狹窄，且局限在特定化學反應種類中，如化合反應，此反應將兩種試劑化合成一種產物。化合反應的通式為:
- A + B → AB
A和B可為單質或化合物，AB為由A和B化合成的化合物。示例如下:
- 2 Na + Cl2 → 2 NaCl (生成鹽)
- S + O2 → SO2 (生成二氧化硫)
- 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 (鐵的鏽蝕)
- CO2 + H2O → H2CO3 (二氧化碳溶於水中，與水反應生成碳酸)
四條特殊規律:
- 金屬氧化物 + H2O → 金屬氫氧化物
- 非金屬氧化物 + H2O → 含氧酸
- 金屬氯化物 + O2 → 金屬氯酸鹽
- 金屬氧化物 + CO2 → 金屬碳酸鹽
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