Substancje dzielimy na dwie zasadnicze grupy.
- Substancje proste (pierwiastki) tj. substancje zbudowane z atomów jednego rodzaju, które za pomocą prostych metod fizycznych i chemicznych nie można rozłożyć na substancje bardziej proste.
- Substancje złożone (związki chemiczne) tj. substancje o stałym składzie i stałych własnościach zbudowane z dwu lub więcej rodzajów atomów.
Atomy pierwiastków i ich cząsteczki mają określone masy tak małe, że w miejsce masy bezwzględnej bardzo trudnej w pomiarze stosuje się pojęcie masy względnej. Masy atomowe pierwiastków oblicza się w stosunku do masy atomu węgla C. Uznano go jako podstawę obliczeniową dla tzw. masy względnej, dla której to w sposób dowolny przyjęto wartość 12 jednostek1-2. Masą cząsteczkową jest suma mas atomów stanowiących skład cząsteczki. Liczba znanych pierwiastków wynosi 104 i podzielona jest na dwie grupy: metale i niemetale, (z czego 70 to metale a 93 to pierwiastki naturalne). Każdy pierwiastek oznaczony jest symbolem utworzonym z pierwszych liter ich nazw łacińskich.
Masa cząsteczkowa związków chemicznych jest sumą mas atomowych jego składników. Składniki wejściowe związków chemicznych nie zachowują swoich pierwotnych własności i można je rozdzielić za pomocą reakcji chemicznych. Atomy pierwiastków mogą się łączyć z sobą w ściśle określonych liczbach wynikających z wartościowości poszczególnych atomów. W uproszczeniu wartościowość jest liczbą atomów jednowartościowego pierwiastka (wodoru lub litu), którą przyłącza jeden atom danego pierwiastka. Dla przykładu woda – H2O składa się z dwóch atomów wodoru H i jednego atomu tlenu O. Wynika z tego, iż jedna część tlenu i dwie wodoru stanowią związek, w którym tlen, jako dwuwartościowy wiąże ze sobą dwa atomy jednowartościowego wodoru o masie cząsteczkowej wynoszącej 1,008 + 1,008 + 15,999 = 18,015.
Za pomocą równań chemicznych można zapisywać przebieg reakcji chemicznych prowadzących do powstania związków chemicznych. Lewa strona takiego równania zawiera wzory chemiczne substratów (składników) reakcji natomiast prawa oddzielona znakiem równości produktów reakcji. Ogólna masa produktów reakcji jest równa masie substratów reakcji a liczba atomów danego pierwiastka musi być taka sama po obu stronach równania.
Dwie lub więcej substancji zmieszanych z sobą w dowolnych stosunkach wagowych zachowujących swoje pierwotne indywidualne własności tworzą mieszaniny o własnościach fizycznych zmieniających się zależnie od stosunku ilościowego jej składników.
Substancjami złożonymi są również stopy składające się z dwóch lub większej liczby pierwiastków chemicznych (metale) razem stopionych pozostających po ostudzeniu w stanie stałym (o innych własnościach technologicznych od składników wejściowych).
Materia w naturze występuje w stanie stałym, ciekłym i gazowym. Gdy atomy poruszają się swobodnie a szybkość ich ruchu jest tak wielka, iż prawie zanika wpływ wzajemnego przyciągania to mówimy o stanie gazowym materii. Prędkość atomów zależna jest od temperatury gazu. Im większa temperatura tym większa prędkość ruchu atomów. Po zmniejszeniu temperatury gazu przechodzi on w stan ciekły. Mniejsza prędkość ruchu atomów, zwiększa siłę wzajemnego przyciągania skutkującą utratą swobody przemieszczania się atomów i nadaniem materii ścisłości. Dalsze zmniejszanie temperatury powoduje przejście materii ze stanu ciekłego do stałego. w tym stanie siły wzajemnego przyciągania atomów są tak wielkie a odległości między nimi tak znikome, że materia krzepnie. Ciała znajdujące się w stanie stałym mają najczęściej budowę krystaliczną tzn. taką, w której atomy układają się rzędami w ściśle zorganizowany i powtarzający się sposób.
