Figura. Óxidos del hierro

Las sustancias puras son formas de materia que presentan una composición química definida e invariable, independientemente del lugar de donde se obtengan. En la imagen analizada, se presentan dos sustancias puras: a la izquierda se observa un compuesto denominado óxido férrico, que tiene una apariencia de polvo rojo, mientras que a la derecha se muestra un elemento puro, el hierro ferroso, como un polvo negro. Aunque ambas sustancias están compuestas únicamente por átomos de hierro (Fe) y oxígeno (O) en distintas proporciones, la naturaleza química de cada una es completamente distinta.

El óxido férrico (Fe₂O₃) es un compuesto, lo que implica que está formado por moléculas constituidas por átomos de diferentes elementos químicos unidos mediante enlaces químicos. En este caso, cada molécula de óxido férrico contiene átomos de hierro unidos a átomos de oxígeno en una proporción definida. Al tratarse de una sustancia pura compuesta, el óxido férrico posee propiedades físicas y químicas propias, distintas de las de sus elementos constituyentes. Su color rojo característico, por ejemplo, es resultado de su estructura electrónica particular, diferente al color metálico del hierro puro o a la naturaleza gaseosa del oxígeno en estado elemental.

Por otro lado, el hierro ferroso que aparece a la derecha es una sustancia pura elemental, formada exclusivamente por átomos de hierro, sin combinación química con otros elementos. Aunque existe en forma de polvo negro, sus átomos se agrupan en una red metálica característica de los elementos metálicos puros, que le confiere propiedades particulares como la conductividad eléctrica, el magnetismo y una alta densidad. Esta comparación entre un compuesto y un elemento demuestra cómo la relación entre los átomos —la proporción y el modo de enlace— determina la identidad y propiedades de una sustancia.