Una sostanza costituita da atomi uguali (ovvero dallo stesso elemento chimico) è detta sostanza elementare o sostanza semplice[2] (ad esempio O2, O3, N2, H2), mentre è detta sostanza composta (o composto chimico) se è costituita da atomi di natura differente[2] (ad esempio H2O, CO2, H2SO4).[3]
Un insieme di più sostanze pure in proporzioni variabili è definito miscela. Una sostanza non è mai pura al 100% e contiene normalmente delle impurezze, talvolta in tracce o ultratracce, per cui nella maggior parte dei casi quelle che sembrano sostanze in realtà sono miscele con una quantità di impurità più o meno elevata.
Sostanze elementari e forme in cui si presentano
Le sostanze elementari possono presentarsi in diverse forme:
sotto forma di insieme continuo (cristallino o amorfo) di atomi legati in modo covalente: per esempio C, Si, B, Sb;
sotto forma metallica: la maggior parte degli elementi sono metalli, alcuni esempi sono Fe, Na, Au, Ca, U.
La stessa sostanza può esistere in diverse forme allotropiche: ad esempio il diamante e la grafite (che sono entrambe sostanze pure formate da carbonio) si presentano in strutture cristalline diverse; un altro esempio è dato dall'ossigeno diatomico (O2) e dall'ozono (O3), i quali sono entrambi costituiti da ossigeno, ma differiscono per la struttura molecolare.