Sustancia pura
Una sustancia química es una clase particular de materia homogénea cuya composición es fija y químicamente definida. Se compone por las siguientes entidades: moléculas, unidades formulares y átomos.
A veces, la palabra sustancia se emplea con un sentido más amplio, para referirse a la clase de materia de la que están formados los cuerpos, aunque por lo general, en química el empleo de la palabra sustancia está restringido al sentido dado por la primera definición.
Las sustancias se pueden diferenciar una de otra por su estado a la misma temperatura y presión, es decir, pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. También se pueden caracterizar por sus propiedades físicas, como la densidad, el punto de fusión, el punto de ebullición y solubilidad en diferentes disolventes. Además estas distintas propiedades son específicas, fijas y reproducibles a una temperatura y presión dada.
Una sustancia no puede separarse en otras por ningún medio físico. Estas sustancias pueden clasificarse en dos grupos: sustancias simples y sustancias compuestas o compuestos. Las sustancias simples están formadas por átomos de un mismo tipo, es decir de un mismo elemento, y los compuestos están formados por dos o más tipos de átomos diferentes.
Toda sustancia puede sufrir tres tipos de cambios: físicos, fisicoquímicos y químicos. En los cambios físicos no hay ninguna transformación química de las sustancias, solo de su forma, por ejemplo, comprimir un gas o romper un sólido. En los cambios fisicoquímicos tampoco hay una transformación química, sino solo cambios de agregación, por ejemplo, fundir un metal o disolver sal en agua. Por último, cuando se lleva a cabo un cambio químico, una sustancia se transforma en otra totalmente diferente, como por ejemplo oxidar un alambre metálico, o cuando reacciona un ácido con un álcali.
Las sustancias se pueden clasificar en sustancia simple y sustancia compuesta.
Se nombra sustancia simple a aquella sustancia formada por átomos y moléculas de un solo elemento químico. Por ejemplo el oxígeno diatómico formado solamente por el elemento oxígeno o el Fullereno formado solo por el elemento carbono.
Se llama sustancia compuesto en el caso de que la sustancia este formado por elementos distintos. Ejemplo de ello puede ser el agua porque esta formado por elementos como el hidrógeno y oxígeno, otro ejemplo es la glucosa formada por carbono, hidrógeno y oxígeno.
En ningún caso se debe confundir sustancia con mezcla, ya que la mezcla es una porción de materia que contiene dos a más sustancias, y puede ser heterogénea u homogénea.
Una de las primeras fue el modelo aristotélico-escolástico introducido por los filósofos griegos, en este estudio se discutían los constituyentes básicos de la materia propuestos por Empédocles: agua, aire, tierra y fuego, así como las cuatro cualidades que tenía la materia en relación con estos elementos: frío, caliente, mojado y seco.
Después Paracelso en el siglo XVI, generó el término pureza, este concepto estaba relacionado con la destilación y la distinción entre el caput mortuum o sustancias mezcladas, con los espíritus destilados refiriéndose a las sustancias sin impurezas.
La primera ocasión en la que el término sustancia fue presentado ante una audiencia científica ocurrió en 1718 cuando Étienne François Geoffroy presentó la tabla de afinidades de las sustancias que sirvió como faro de la química durante todo el siglo XVIII.
El concepto de sustancia química se estableció a finales del siglo XVIII con los trabajos del químico Joseph Proust sobre la composición de algunos compuestos químicos puros tales como el carbonato cúprico. Proust dedujo que:
Esto se conoce como la ley de las proporciones definidas, y es una de las bases de la química moderna.
A principios del siglo XIX se dispuso de una representación microscópica general de las sustancias, en cualquier estado, y los cambios sustanciales en las reacciones químicas, tarea a la que contribuyó especialmente John Dalton.