Una sustancia pura tiene una composición química fija e incluye mezclas homogéneas de elementos o compuestos. Una sustancia pura puede existir en múltiples fases siempre que la composición química de las fases sea la misma. Las sustancias puras pueden presentarse como sólidos, líquidos o gases dependiendo de la temperatura, y cada fase se caracteriza por la distancia y fuerza entre sus moléculas.

1. Sustancia pura
Una sustancia pura tiene una composición química fija, el agua, el nitrógeno, el helio y el
dióxido de carbono son ejemplos de sustancias puras.
Una sustancia pura no tiene que ser de un solo elemento o compuesto químico una
mezcla de diferentes elementos o compuestos químicos también es una sustancia pura
siempre que la mescla sea homogénea
Una mezcla de dos o más fases de una sustancia pura sigue siendo sustancia pura, siempre
que la composición química de las fases sea la misma
Ejemplo
un ejemplo de esto es una mezcla de hielo y agua líquida, es una sustancia pura porque ambas
fases tienen la misma composición química, en contraste una mezcla de aire liquido y aire gaseoso
no es una sustancia pura, ya que debido a las composiciones distintas que poseen gracias a que los
componentes que contiene el aire gaseosos tiene distintas temperaturas de condensación en una
presión dada.
Fases de una sustancia pura
Las sustancias puras también existen en diferentes fases, aunque hay tres fases principales
(solido, liquido y gas) una sustancia puede tener varias fases dentro de una fase principal.
ejemplo el carbono, que existe como grafito o como diamante en estado sólido.
En termodinámica al estudiar fases o cambios de fase, no es necesario interesarse en la
estructura y comportamiento molecular de las diferentes fases, no obstante es útil
entender los fenómenos moleculares implicados en cada fase
Solido
Las moléculas de un sólido se arreglan en un patrón tridimensional (red) que se repite por
todo el sólido, debido a las pequeñas distancias intermoleculares, las fuerzas de atracción
son grandes y las mantienen en posiciones fijas dentro del sólido.
Oscilación en torno a su temperatura
Aunque las moléculas de un solido no pueden moverse en relación con otras, tienen una continua
oscilación en torno a su posición de equilibrio, la velocidad de estas oscilaciones depende de la
temperatura, y cuando esta es suficientemente elevada, la velocidad de las moléculas alcanzan un
punto donde las fuerzas intermoleculares se superan y grupos de moléculas escapan, este es el
principio del proceso de fusión.
Liquido

2. El espaciamiento molecular en la fase liquida
es parecido al de la fase solida, excepto en que las moléculas ya no mantienen posiciones fijas
entre si y pueden rotar y trasladarse libremente
Las fuerzas intermoleculares
Son más débiles en comparación con los sólidos, pero aun más fuertes que los gases la distancia
entre las moléculas presenta un ligero incremento cuando un sólido se vuelve liquido.
Gas
En la fase gaseosa las moléculas están bastante apartadas
unas de otras y no hay un orden molecular, sus moléculas se mueven al azar en continuo choque
entre si y con las paredes del recipiente que las contiene,
Sus fuerzas moleculares son muy pequeñas
En bajas densidades y las coliciones son la única interaccion entre sus moléculas, Las fuerzas
moleculares en fase gaseosa tienen un nivel de energía considerablemente mayor qye en las fases
liquida o solida, por lo tanto el gas libera una gran cantidad de energía antes de condensarse o
congelarse.