I chimici definiscono «sostanza» un campione di materia con composizione chimica definita e dividono le sostanze in elementi e composti.

• Un elemento è una sostanza formata di atomi tutti uguali, cioè tutti con lo stesso numero atomico.
• Un composto si forma quando due o più atomi diversi si legano insieme. Per esempio, l’acqua è un composto, in cui un atomo di ossigeno è «chimicamente legato» a due atomi di idrogeno.

Gli atomi in un composto sono presenti in un rapporto preciso e costante: per esempio, l’acqua contiene sempre due atomi di idrogeno per ogni atomo di ossigeno. Ricordiamo che la più piccola particella di una sostanza (elemento o composto) che ne conserva tutte le caratteristiche è la molecola e che una molecola può essere formata da un solo atomo o da più atomi.

In natura difficilmente si trovano sostanze pure, cioè con una composizione definita in ogni loro parte; più spesso si trovano miscele, cioè materia di composizione variabile, formata da due o più sostanze che conservano ognuna le proprie caratteristiche. Esse si possono distinguere in miscugli e soluzioni.

• Il miscuglio è una miscela eterogenea, in cui le singole sostanze componenti rimangono separate, anche se vengono mescolate. Un esempio di miscuglio è una sabbia formata da granuli diversi.
• Le soluzioni sono miscele omogenee, in cui non è possibile distinguere le singole sostanze componenti e che, pertanto, presentano le stesse caratteristiche in ogni loro parte. Non sono tuttavia sostanze pure, perché la loro composizione può variare entro limiti anche ampi, come quando si fa sciogliere del sale nell’acqua.