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Una sustancia simple o sustancia elemental es aquella formada por átomos o moléculas de un solo Elemento químico. Por ejemplo, el oxígeno atómico o monoxígeno (O), el dioxígeno, más conocido como oxígeno molecular (O2), y el ozono o trioxígeno (O3) son sustancias simples, porque sus moléculas están formadas sólo por átomos de oxígeno. Otro ejemplo lo constituyen el diamante y el grafito, que son sustancias simples por estar formadas por átomos de una única clase, los del elemento carbono, aunque unidos entre sí de distinta forma.
Se describe la clasificación general de la materia en química: elementos, compuestos, mezclas homogéneas y mezclas heterogéneas. La Química es la ciencia encargada de estudiar la materia, su composición, estructura y las trasformaciones que esta sufre. La materia se puede clasificar en dos grandes géneros: Las sustancias puras y las mezclas. Las sustancias puras se dividen en dos grandes subgrupos que son elementos y compuestos. Los elementos, son la forma más simple de composición que tiene una sustancia en estado macroscópico y tienen un solo tipo de átomo, aproximadamente existen de 118 a 120 elementos y son los que están consignados en la tabla periódica, estos se organizan en esta a través de una propiedad que se llama número atómico, así por ejemplo el hidrógeno tiene un número atómico de 1 y el neón tiene un número atómico de 10.