Para identificar o que caracteriza uma transformação química, precisamos entender que, em uma transformação química, ocorre uma mudança na composição das substâncias, resultando na formação de novas substâncias. Analisando as alternativas: a) Mudança apenas no estado físico da substância - Isso se refere a uma transformação física, não química. b) Rearranjo dos átomos formando novas substâncias - Esta é a definição correta de uma transformação química, pois envolve a formação de novas substâncias a partir do rearranjo dos átomos. c) Alteração na densidade sem mudança na composição química - Isso também se refere a uma transformação física. d) Variação de temperatura que não altera a composição química da substância - Novamente, isso se refere a uma transformação física. Portanto, a alternativa correta é: b) Rearranjo dos átomos formando novas substâncias.