"Χημεία είναι η επιστήμη που μελετά την ύλη."

Indeed. The article is not necessary. It's noted, thank you. ^.^

Κανονικά το that χρησιμοποιείται όταν η πρόταση που προηγείται δε στέκεται μόνη της ενώ το which όταν εισάγει δευτερεύουσα πρόταση μετά από μία που μπορεί να σταθεί και μόνη της. Δηλαδή:

"Χημεία είναι η επιστήμη - Chemistry is the science" Αυτή η πρόταση δε στέκεται μόνη της αλλά χρειάζεται συνέχεια. Επομένως στη δευτερεύουσα πρόταση που θα ακολουθήσει βάζουμε that.

"H Χημεία είναι επιστήμη - Chemistry is a science " Αυτή είναι μία σωστή πρόταση που μπορεί να είναι ανεξάρτητη. Αν θέλουμε να προσθέσουμε περισσότερες πληροφορίες, αρκεί να βάλουμε which, π.χ. Chemistry is a science which studies the properties of matter. - Η Χημεία είναι επιστήμη η οποία μελετά τις ιδιότητες της ύλης.