La materia, cuando está constituida por un conjunto de átomos o de moléculas químicamente iguales, recibe el nombre de sustancia pura o especie química. Sin embargo los átomos del mismo elemento pueden ser diferentes, entrando en juego los isótopos.
Características y Ejemplos
De forma general, las sustancias puras difícilmente se encuentran sueltas en la naturaleza, siendo encontradas en mezclas, es decir, están unidas a otras sustancias.
Por ejemplo, nosotros y todo lo que nos rodea son ejemplos de mezclas de varias sustancias puras.
De este modo, por ejemplo, el hidrógeno, el hierro y el agua son sustancias puras. Así, sustancia pura es la especie de materia constituida por átomos o moléculas químicamente iguales, de modo que presentan características bien definidas.
Así, si en una porción de materia existen átomos o moléculas químicamente diferentes no habrá sustancia pura, sino una mezcla.
Las sustancias puras poseen composición química invariable y homogénea.
Se pueden presentar en distintas fases (sólido, líquido y gaseoso), sin embargo su composición química es la misma en todas las fases.
Temperatura de saturación
La temperatura en la cual se lleva a cabo la vaporización a una determinada presión, y a esta presión se la llama presión de saturación para una temperatura determinada.
Cambios de fase de una sustancia pura
Fusión: cambio de la fase sólida a la fase líquida.
Solidificación: cambio de fase líquida a la sólida.
Vaporización: cambio de la fase líquida a la fase gaseosa.
Condensación: cambio de la fase gaseosa a la líquida.
Sublimación: transformación directa de la fase sólida a la fase gaseosa sin que pase por la fase líquida.
Clasificación
Tanto las sustancias puras como las mezclas pueden tener diversas clasificaciones, de acuerdo a determinadas características de comportamiento o de su naturaleza.
Las mezclas se pueden clasificar según su aspecto: homogéneo u heterogéneo, y este segundo aspecto de acuerdo al número de fases (bifástica, trifástica o polifástica). O según su comportamiento bajo calentamiento: eutéctica o azeotrópica.
Las sustancias puras requieren un menor número de clasificaciones, pues presentan menor complejidad en relación a las mezclas. Por ejemplo, pueden clasificarse como simples o compuestas.
Sustancia Pura Simple
Es toda sustancia formada por átomos de un único elemento químico.
Ejemplos: cobre (Cu), formado únicamente por átomos de cobre. Hidrógeno (H2), formado solo por átomos del elemento hidrógeno. Ozono (O3), formado únicamente por átomos del elemento oxígeno.
Sustancia Compuesta
Es toda sustancia formada por átomos de dos o más elementos químicos.
Ejemplos: agua (H2O), formada por átomos de dos elementos: hidrógeno y oxígeno. Dióxido de carbono (CO2), formado por átomos de dos elementos: carbono y oxígeno. Carbonato de calcio (CaCO3), compuesto por átomos de tres elementos: calcio, carbono y oxígeno.
De esta forma, la tabla de abajo presenta algunas sustancias puras encontradas en la vida cotidiana.
| SUSTANCIA PURA | FÓRMULA MOLECULAR | CLASIFICACIÓN |
| Cloro | Cl2 | Simple |
| Dióxido de carbono | CO2 | Compuesta |
| Ácido nítrico | HNO3 | Compuesta |
| Azufre | S8 | Simple |
| Sacarosa | C12H22O11 | Compuesta |
| Cobre | Cu | Simple |
| Ácido sulfúrico | H2SO4 | Compuesta |
| Glucosa | C6H12O6 | Compuesta |
| Nitrógeno | N2 | Simple |
| Helio | He | Simple |
| Hierro | Fe | Simple |
| Bicarbonato de sodio | NaHCO3 | Compuesta |
| Mercurio | Hg | Simple |
Las sustancias simples pertenecerán a los estados sólido (en el caso de los metales, por ejemplo) y gaseoso (en el caso del oxígeno gaseoso). Las dos únicas sustancias puras simples líquidas son el mercurio y el bromo. Al primero se lo conoce por ser el único metal líquido, el segundo se presenta como un líquido extremadamente volátil y de coloración rojiza.