النظرية الجزيئية الحركية ، والمعروفة أيضًا باسم النظرية الحركية للغازات هي نموذج قوي يسعى إلى ذلك شرح الخصائص القابلة للقياس للغاز من حيث حركات الغاز الصغيرة حبيبات. تشرح النظرية الحركية خصائص الغازات من حيث حركة جزيئاتها. تعتمد النظرية الحركية على عدد من الافتراضات ولهذا فهي نموذج تقريبي.
تعتبر الغازات في النموذج الحركي "مثالية". تتكون الغازات المثالية من جزيئات تتحرك بشكل عشوائي تمامًا ولا تتوقف أبدًا عن الحركة. جميع تصادمات جسيمات الغاز مرنة تمامًا ، مما يعني عدم فقد أي طاقة. (إذا لم يكن الأمر كذلك ، فستنفد جزيئات الغاز في النهاية من الطاقة وتتراكم على أرضيتها الحاوية.) الافتراض التالي هو أن حجم الجزيئات لا يكاد يذكر ، بمعنى أنها تحتوي على صفر أساسًا قطر الدائرة. هذا صحيح تقريبًا بالنسبة للغازات أحادية الذرة الصغيرة جدًا مثل الهيليوم أو النيون أو الأرجون. الافتراض الأخير هو أن جزيئات الغاز لا تتفاعل إلا عندما تتصادم. لا تعتبر النظرية الحركية أي قوى كهروستاتيكية بين الجزيئات.
يحتوي الغاز على ثلاث خصائص جوهرية ، وهي الضغط ودرجة الحرارة والحجم. ترتبط هذه الخصائص الثلاث ببعضها البعض ويمكن تفسيرها باستخدام النظرية الحركية. يحدث الضغط بسبب اصطدام الجسيمات بجدار حاوية الغاز. ستتمدد الحاوية غير الصلبة مثل البالون حتى يتساوى ضغط الغاز داخل البالون مع الضغط الموجود على السطح الخارجي للبالون. عندما يكون الغاز ضغطًا منخفضًا ، يكون عدد الاصطدامات أقل من الضغط العالي. تؤدي زيادة درجة حرارة الغاز في حجم ثابت إلى زيادة ضغطه أيضًا لأن الحرارة تجعل الجزيئات تتحرك بسرعة أكبر. وبالمثل ، فإن توسيع الحجم الذي يمكن للغاز أن يتحرك فيه يقلل من ضغطه ودرجة حرارته.
كان روبرت بويل من أوائل الذين اكتشفوا الروابط بين خصائص الغازات. ينص قانون بويل على أنه عند درجة حرارة ثابتة يتناسب ضغط الغاز عكسياً مع حجمه. وجد قانون تشارلز ، بعد أن نظر جاك تشارلز في درجة الحرارة ، أنه بالنسبة لضغط ثابت ، فإن حجم الغاز يتناسب طرديًا مع درجة حرارته. تم دمج هذه المعادلات لتشكيل معادلة الغاز المثالية لمول واحد من الغاز ، pV = RT ، حيث p هي الضغط ، V هي الحجم ، T هي درجة الحرارة و R هي ثابت الغاز العام.
يعمل قانون الغاز المثالي بشكل جيد مع الضغوط المنخفضة. عند الضغط العالي أو درجات الحرارة المنخفضة ، تقترب جزيئات الغاز بدرجة كافية من التفاعل ؛ هذه التفاعلات هي التي تجعل الغازات تتكثف إلى سوائل وبدونها تصبح كل المواد غازية. تسمى هذه التفاعلات التفاعلية قوى فان دير فال. وبالتالي ، يمكن تعديل معادلة الغاز المثالي لتشمل مكونًا لوصف القوى بين الجزيئات. هذه المعادلة الأكثر تعقيدًا تسمى معادلة فان دير فال للحالة.