宇宙中充满了数十亿种化学物质，每一种都蕴含着微小的潜力。而我们只确定了其中 1%。
科学家相信，尚未发现的化合物可以帮助消除温室气体，或者像青霉素一样引发医学突破。
但我们首先要弄清楚这一点：化学家并不是不好奇。自俄罗斯化学家德米特里·门捷列夫发明了元素周期表1869 年，这基本上是一个化学家的乐高盒子，科学家们一直在发现有助于定义现代世界的化学物质。
我们需要（以光速互相发射原子）以制造最后一把元素。 117号元素，田纳西州，是在2010年以这种方式合成的。
但要全面了解化学宇宙，你需要了解化合物也。有些是自然发生的——当然，水是由氢和氧组成的。其他的，比如尼龙，是在实验室实验中发现的，并在工厂制造的。
元素由一种类型的原子组成， 和原子是由更小的粒子组成的包括电子和质子。所有化合物均由两个或多个原子组成。尽管可能还有未被发现的元素有待发现，这不太可能。
那么，有多少化合物我们可以用目前已知的 118 种不同类型的乐高积木来制作吗？
大数字
我们可以从制作所有双原子化合物。有很多这样的：N2（氮）和 O2（氧气）共同构成了我们空气中 99% 的成分。
化学家可能需要大约一年的时间才能制造出一种化合物，理论上有 6,903 种双原子化合物。所以这是一个化学家们一年的工作只是为了制造每一种可能的双原子化合物。
大约有 160 万个三原子化合物，例如 H2O（水）和 CO2（二氧化碳），这是伯明翰和爱丁堡的人口总和。一旦我们达到四原子和五原子化合物，我们将需要地球上的每个人都制造三种化合物。并让所有这些化合物，我们还需要多次回收宇宙中的所有材料。
但这当然是一种简化。化合物的结构及其稳定性等因素可能会使其变得更加复杂且难以制造。
迄今为止最大的化合物是2009年制造并有近300万个原子。我们还不确定它的作用，但是类似化合物用于保护药物在体内，直到它们到达正确的地方。
但是等等，化学有规则！
当然不是所有这些化合物都是可能的吗？
确实有规则——但它们有点灵活，这为化合物创造了更多可能性。
就连孤独的“惰性气体“（包括氖气、氩气、氙气和氦气），它们往往不与任何东西结合，有时形成化合物。氢化氩，ArH+地球上并不自然存在，但在太空中被发现。
科学家们已经能够在实验室中制造出复制深空条件的合成版本。因此，如果您在计算中考虑极端环境，可能的化合物数量就会增加。
碳通常喜欢附着在一到四个其他原子之间，但极少数情况下，在短时间内，五是可能的。想象一下一辆最多可容纳四人的公共汽车。公交车到站了，人们上下车；当人们移动时，短暂地，公交车上实际上可以有四个以上的人。
一些化学家一生都在尝试制造根据化学规则手册不应该存在的化合物。有时他们会成功。
科学家们必须解决的另一个问题是，他们想要的化合物是否只能存在于太空或极端环境中——想想在太空中发现的巨大热量和压力。热液喷口，它们就像间歇泉，但位于海底。
科学家如何寻找新化合物
通常，答案是寻找与已知化合物相关的化合物。
有两种主要方法可以做到这一点。一种是采用一种已知的化合物并对其进行一些改变——通过添加、删除或交换一些原子。另一种方法是采用已知的化学反应并使用新的起始材料。这是创作方法相同但产品可能截然不同的情况。这两种方法都是寻找已知未知数的方法。
回到乐高，这就像建造一座房子，然后建造一座稍微不同的房子，或者购买新砖块并添加第二层。很多化学家度过他们的职业生涯探索这些化学工厂之一。
但我们如何寻找真正的新化学——即未知的未知？
化学家了解新化合物的一种方法是观察自然世界。 1928 年，亚历山大·弗莱明 (Alexander Fleming) 在他的培养皿中观察到霉菌，从而发现了青霉素防止细菌生长。
十多年后，即 1939 年，霍华德·弗洛里找出了如何使用霉菌来生产有用量的青霉素。但花了更长的时间，直到 1945 年，多萝西·克劳福特·霍奇金鉴定青霉素的化学结构。
这很重要，因为青霉素结构的一部分包含排列成正方形的原子，这是一种不寻常的化学排列，很少有化学家会猜到，而且很难制造。
了解青霉素的结构意味着我们知道它的样子并可以寻找它的化学表亲。如果您对青霉素过敏并需要替代抗生素，那么您要感谢 Crowfoot Hodgkin。
如今，确定新化合物的结构要容易得多。 Crowfoot Hodgkin 在鉴定青霉素结构时发明的 X 射线技术至今仍在世界范围内用于研究化合物。和一样的医院用来诊断疾病的技术可以也可用于化合物找出它们的结构。
但即使化学家猜测出一种与地球上已知的任何化合物无关的全新结构，他们仍然必须制造它，这是困难的部分。弄清楚某种化合物的存在并不能告诉你它的结构如何或者制造它需要什么条件。
对于许多有用的化合物，例如青霉素，从霉菌、植物或昆虫中“种植”和提取它们更容易、更便宜。因此，寻找新化学的科学家仍然经常在我们周围世界最微小的角落寻找灵感。
