Substància química

L'aigua i el vapor d'aigua són dos fases d'una mateixa substància química: es diferencien en el seu estat d'agregació (líquit i gas respectivament).

Una substància o substància química és una classe particular de matèria homogénea que la seua composició és fixa i químicament definida, per lo que els àtoms que la formen solament poden aparéixer en proporcions fixes. Es compon per les següents entitats: molècules, unitats formulares i àtoms.

A voltes, la paraula substància s'ampra en un sentit més ampli, per a referir-se a la classe de matèria de la que estan formats els cossos, encara que per lo general, en química l'ocupació de la paraula substància està restringit al sentit donat per la primera definició.

Les substàncies es poden diferenciar una d'una atra pel seu estat a la mateixa temperatura i pressió, és dir, poden ser sòlides, líquides o gaseoses. També es poden caracterisar per les seues propietats físiques, com la densitat, el punt de fusió, el punt d'ebullició i solubilidad en diferents dissolvents. Ademés estes distintes propietats són específiques, fixes i reproduibles a una temperatura i pressió donada.

Una substància no pot separar-se en atres per cap mig físic. Estes substàncies poden classificar-se en dos grups: substàncies simples i substàncies compostes o composts. Les substàncies simples estan formades per àtoms d'un mateix tipo, és dir d'un mateix element, i els composts estan formats per dos o més tipos d'àtoms diferents.

Tota substància pot sofrir tres tipos de canvis: físics, fisicoquímicos i químics. En els canvis físics no hi ha cap transformació química de les substàncies, solament de la seua forma, per eixemple, comprimir un gas o trencar un sòlit. En els canvis fisicoquímicos tampoc hi ha una transformació química, sino sol canvis d'agregació, per eixemple, fondre un metal o dissoldre sal en aigua. Per últim, quan es porta a terme un canvi químic, una substància es transforma en una atra totalment diferent, com per eixemple oxidar un aram metàlic, o quan reacciona un àcit en un álcali.

Ací es mostren els canvis del ferro: físic quan és tallat o fos per a donar-li una nova forma i químic quan es oxida.

Definició

Una substància química ben pot definir-se com "qualsevol material en una composició química definida" en un llibre de text de química general introductòria. Segons esta definició, una substància química pot ser un element químic pur o un compost químic pur. Pero hi ha excepcions a esta definició; una substància pura també pot definir-se com una forma de matèria que té una composició definida i propietats distintes. L'índex de substàncies químiques publicat per CAS també inclou vàries aleacions de composició incerta. Els composts no estequiomètrics són un cas especial (en química inorgànica) que viola la llei de composició constant, i per a ells a voltes és difícil traçar la llínea divisòria entre una mescla i un compost, com en el cas del hidrur de paladi. Es poden trobar definicions més àmplies dels productes químics o de les substàncies químiques, per eixemple "el terme 'substància química' significa qualsevol substància orgànica o inorgànica d'una identitat molecular particular, incloent - (i) qualsevol combinació de dites substàncies que es produïxca total o parcialment com a resultat d'una reacció química o que es trobe en la naturalea".

En geologia, les substàncies de composició uniforme es denominen minerals, mentres que les mescles físiques (agregats) de varis minerals (substàncies diferents) es definixen com rocas. Molts minerals, no obstant, es dissolen mútuament en solució sòlida, de modo que una sola roca és una substància uniforme a pesar de ser una mescla en térmens estequiomètrics. Els feldespat són un eixemple comú: l'anortoclasa és un silicat d'alumini alcalino, en el que el metal alcalino és indistintament sodi o potassi.

En Dret, les "substàncies químiques" poden incloure tant substàncies pures com a mescles en una composició o un procés de fabricació definits. Per eixemple, el reglament REACH de l'UE definix les "substàncies monoconstituyentes", les "substàncies multiconstituyentes" i les "substàncies de composició desconeguda o variable". Les dos últimes consistixen en múltiples substàncies químiques; no obstant, la seua identitat pot establir-se per mig d'un anàlisis químic directe o per referència a un únic procés de fabricació. Per eixemple, el carbó vegetal és una mescla extremadament complexa, parcialment polimèrica, que pot definir-se pel seu procés de fabricació. Per lo tant, encara que es desconeix l'identitat química exacta, l'identificació pot realisar-se en una precisió suficient. L'índex CAS també inclou mescles.

Els polímero apareixen casi sempre com a mescles de molècules de múltiples masses molar, cada una de les quals podria considerar-se una substància química independent. No obstant, l'polímero pot definir-se per un precursor o reacció(és) coneguts i la distribució de massa molar. Per eixemple, el polietileno és una mescla de cadenes molt llargues d'unitats repetitives -CH₂-, i es ven generalment en vàries distribucions de massa molar, LDPE, MDPE, HDPE i Polietileno d'ultra alt pes molecular.

Classificació

Les substàncies es poden classificar en substància simple i substància composta.

Es nomena substància simple a aquella substància formada per àtoms i molècules d'un sol element químic. Per eixemple l'oxigen diatómico $\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ format solament per l'element oxigen o el Fullereno $\mathrm{C}{\phantom{A}}_{60}$ format solament per l'element carbono.

Es diu substància compost en el cas de que la substància este format per elements distints. Eixemple d'això pot ser l'aigua $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ perque està format per elements com l'hidrogen i oxigen, un atre eixemple és la glucosa $\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_{12}\mathrm{O}{\phantom{A}}_6$ formada per carbono, hidrogen i oxigen.

En cap cas es deu confondre substància en mescla, ya que la mescla és una porció de matèria que conté dos a més substàncies, i pot ser heterogénea o homogénea.

Mescla heterogénea a on es distinguixen dos fases.