Wenn man die Objekte aus der Natur genauer untersucht, um deren Zusammensetzung zu erforschen, analysiert man sie – man nimmt sie auseinander, zerkleinert und zerlegt sie gar soweit, dass man an eine Grenze kommt. Bei einer solchen Analyse stößt man auf die kleinsten Teilchen der Materie, auf MoleküleMolekül bzw. Atome, dieAtom sich nicht weiter zerlegen lassen, ohne dass die charakteristischen Eigenschaften des untersuchten Stoffes verloren gehen. Atom bedeutet unteilbar. Atome lassen sich jedoch mit völlig anderen Methoden noch weiter teilen. Wenn man zum Beispiel Wasser in immer kleinere Portionen zerlegt, gelangt man irgendwann zu Wassermolekülen, den H2O-Teilchen. Diese lassen sich zwar noch in ihre atomaren Bestandteile H und O zerlegen, weisen dann aber keine typischen Wassereigenschaften mehr auf. Bereits bei der Annäherung an den atomaren oder molekularen Bereich mit der Größenordnung von 10−9 m (Nanobereich) verlierenNanobereich die Stoffe ihre charakteristischen, mit unseren Sinnen erkennbaren Eigenschaften wie etwa Farbe und Konsistenz. Wasser bildet in diesem Bereich höchst interessante Molekülgruppierungen, die sogenannten Cluster, überCluster deren Aggregatzustand (fest, flüssig oder gasförmig) keine eindeutigen oder sinnvollen Aussagen mehr möglich sind. Der andere Weg, Objekte zu verstehen, ist die Synthese, die Herstellung einer chemischen Verbindung aus ihren Ausgangsstoffen. Normalerweise kann man einen Stoff, den man zerlegt hat, auch wieder zusammensetzen bzw. synthetisieren. Nicht nur durch die Analyse, sondern auch durch die Synthese und das Kombinieren von Teilen zu etwas Ganzem gewinnt man neue, nicht selten überraschende Erkenntnisse.