Jeszcze w pierwszej połowie XVII w. naukowcy zgodnie uważali, że otaczająca materia zbudowana jest z czterech podstawowych elementów: powietrza, ziemi, wody i ognia. Dopiero w 1661 r. Robert Boyle w swoim dziele „The Sceptical Chymist” (Sceptyczny Chemik) nieśmiało zasugerował, że materia może składać się z większej ilości elementów. W taki właśnie sposób powstała teoria pierwiastków chemicznych i rozpoczęła się era prawdziwej chemii, z której potem miała wyewoluować fizyka kwantowa.
Fabryki pierwiastków
Jednak początki tego, czym miała zająć się chemia, sięgają momentu, w którym zaczęła istnieć czasoprzestrzeń i wypełniająca ją materia. Mniej więcej po upływie 0,00001 sek. od momentu, gdy w wyniku Wielkiego Wybuchu wyłonił się Wszechświat, uformowały się pierwsze neutrony i protony – cegiełki, z których zbudowane są jądra wszystkich atomów znanych nam pierwiastków. Jednak z powodu wysokiej temperatury młodego Wszechświata nie było możliwe trwałe połączenie cząstek subatomowych i utworzenie atomów. Dopiero po upływie 100 tys. lat kosmos uległ wychłodzeniu na tyle, że powstały dwa najstarsze pierwiastki chemiczne – wodór i hel.
Z czasem, w wyniku oddziaływań grawitacyjnych, materia zaczęła stopniowo gęstnieć i tworzyć skupiska. Kolejne pierwiastki pojawiły się, gdy Wszechświat liczył sobie ok. 1 mld lat – wtedy bowiem rozpoczęło się formowanie pierwszych gwiazd. Najistotniejsze znaczenie dla otaczającego nas świata miały najbardziej masywne gwiazdy o ekstremalnie wysokiej temperaturze, ponieważ tylko w nich mogły powstać cięższe pierwiastki wyprodukowane w kolejnych reakcjach termojądrowych, w szeregu od helu aż do żelaza.