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In der Chemie bezeichnet die Synthese (von griechisch synthesis ‚Zusammenstellung‘) den Vorgang, bei dem aus Elementen eine Verbindung oder aus einfach gebauten Verbindungen ein komplizierter zusammengesetzter neuer Stoff hergestellt – manchmal auch: dargestellt – wird. Als (synthetische) Darstellung wird die beispielhafte Herstellung einer Verbindung im Labormaßstab, aber auch die Herstellung eines Elements in reiner Form bezeichnet.
Eine Synthese ist also mehr als das (physikalische) Vermischen von zwei oder mehr Stoffen. Aus einer neu synthetisierten Verbindung können die Ausgangsstoffe durch rein physikalische Vorgänge nicht wieder gewonnen werden, im Gegensatz zu einer Mischung.
Die bei einer chemischen Synthese eingesetzten Rohstoffe bezeichnet man häufig auch als Reaktanden, Reagenzien oder veraltet als Edukte, das Ergebnis als Produkt. Durch eine geeignete Gestaltung der Reaktionsbedingungen wie Temperatur, Druck, Mischungsverhältnis, Katalysatoren, pH-Wert und Lösungsmittel kann die Ausbeute an dem Produkt beträchtlich beeinflusst werden.