المواد لها صورة صلبة وسائلة وغازية. يُعرف كل شكل من هذه الأشكال بمرحلة المادة. في كل مرحلة من مراحلها تتصرف جزيئات المادة بشكل مختلف تمامًا. يمكن للمادة أن تتغير من مرحلة إلى أخرى من خلال ما يعرف باسم المرحلة الانتقالية. هذه التحولات الطورية هي في الأساس نتيجة للتغيرات في درجات الحرارة.
صلب
عندما تكون المادة في طورها الصلب ، ترتبط الجزيئات ببعضها البعض بإحكام. عادة ما يتم إصلاح شكل وحجم المادة الصلبة. تكون القوى التي تجذب الجسيمات لبعضها البعض قوية بشكل خاص في المواد الصلبة ، مما يجعلها قريبة من بعضها البعض في مواقع محددة. هذا يساعد على منع تكسر المادة الصلبة أو ضغطها. تزداد كثافة المادة الصلبة في درجات الحرارة المنخفضة. كلما كانت درجة الحرارة أكثر برودة ، قلّت اهتزازات الجسيمات ، مما يجعلها أكثر إحكامًا. يمكن تصنيف المواد الصلبة على أنها بلورية ، بجزيئات مرتبة بإحكام في أنماط هندسية ، أو يمكن تصنيفها على أنها مواد صلبة غير متبلورة. يتم ترتيب البلورات في المواد الصلبة غير المتبلورة ، مثل الطين ، بشكل غير محكم وعشوائي ، مما يسمح بتغيير شكل المادة.
سائل
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
في مرحلتها السائلة ، تتمتع الجسيمات التي تتكون منها مادة ما بحرية أكبر في الحركة. تتحقق هذه الحركة من خلال اكتساب الجسيمات للطاقة الحرارية. يتم تحديد شكل السائل من خلال شكل الحاوية الخاصة به. على الرغم من أن الجزيئات في السائل ليست مرتبطة ببعضها البعض بإحكام مثل تلك الموجودة في المادة الصلبة ، لا يمكن ضغط المواد السائلة. الجسيمات السائلة أكثر نشاطًا من الجسيمات الصلبة ويمكن أن تتحرك ولكن على مسافة معينة فقط من الجسيمات الأخرى. لا تزال هناك قوة جذب تربطهم ببعضهم البعض بشكل فضفاض. نظرًا لأن الجسيمات تكون متباعدة في السائل ، فإن حجم المادة في طورها السائل أكبر من حجمها في الطور الصلب.
غاز
•••يوريس / إستوك / جيتي إيماجيس
يتم تحديد شكل وحجم الغاز من خلال شكل وحجم الحاوية الخاصة به. ومع ذلك ، على عكس المادة الصلبة ، فإن الغاز سوف يفلت إذا لم يكن هناك غطاء على الحاوية. تتمتع الجزيئات الموجودة في الغاز بقدر كبير من حرية الحركة وليس لها ترتيب منظم. وذلك لأن القوى التي تجذب هذه الجسيمات لبعضها البعض ضعيفة أو غير موجودة في الطور الغازي. تمتلك جزيئات الغاز قدرًا كبيرًا من الطاقة الحركية ، والتي يتم تمريرها باستمرار بين الجسيمات أثناء تحركها وتصطدم ببعضها البعض.
انتقال
•••mbudley / إستوك / جيتي إيماجيس
تحدث انتقالات الطور بسبب التغيرات في درجة الحرارة ، على الرغم من أنها تتأثر أيضًا بالضغط الجوي. تصبح المادة الصلبة سائلة عند تسخينها إلى درجة انصهارها ، حيث تعطي الحرارة للجسيمات طاقة كافية لتفكيك بنيتها وتصبح سائلة. عند نقطة الغليان ، تعطي الحرارة الجزيئات الموجودة في السائل طاقة كافية لتلك الموجودة على سطح السائل للهروب من الهيكل والتبخر ، والانتقال إلى الهواء كغاز. يسمح الضغط الجوي المنخفض للسوائل بالغليان عند درجة حرارة منخفضة. لكي يتحول الغاز إلى سائل ، يجب أن يبرد بدرجة كافية حتى تفقد الجسيمات طاقتها وتتكثف ؛ تشكيل روابط ضيقة بما يكفي لعقد شكل سائل. لكي يتحول السائل إلى مادة صلبة ، يجب أن يتجمد بحيث يكون للجسيمات طاقة قليلة جدًا ويتم سحبها معًا بواسطة روابط شديدة الضيق.