Materiály mají pevnou, kapalnou a plynnou formu. Každá z těchto forem je známá jako fáze hmoty. V každé z jeho fází se částice látky chovají velmi odlišně. Látka se může měnit z jedné fáze do druhé prostřednictvím takzvaného fázového přechodu. Tyto fázové přechody jsou hlavně výsledkem teplotních změn.
Pevný
Když je materiál v pevné fázi, molekuly jsou pevně spojeny. Tvar a objem tělesa jsou obvykle pevné. Síly, které přitahují částice k sobě navzájem, jsou zvláště silné v pevných látkách a udržují je blízko sebe v určitých pozicích. To pomáhá zabránit rozpadu nebo stlačení tělesa. Hustota pevného materiálu se zvyšuje při nižších teplotách. Čím nižší je teplota, tím slabší jsou vibrace částic, díky nimž jsou ještě těsnější. Pevné látky lze klasifikovat jako krystalické, s částicemi pevně uspořádanými do geometrických vzorů, nebo je lze klasifikovat jako amorfní pevné látky. Krystaly v amorfních pevných látkách, jako je například jíl, jsou uspořádány volněji a náhodněji, což umožňuje měnit tvar materiálu.
Kapalný
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
V kapalné fázi mají částice, které tvoří látku, větší volnost pohybu. Tohoto pohybu je dosaženo tím, že částice získávají tepelnou energii. Tvar kapaliny je určen tvarem její nádoby. Ačkoli částice v kapalině nejsou navzájem spojeny tak pevně jako částice v pevné látce, kapalné látky nelze stlačit. Kapalné částice jsou energičtější než pevné částice a mohou se pohybovat, ale pouze v určité vzdálenosti od ostatních částic. Stále existuje síla přitažlivosti, která je drží volně pohromadě. Protože částice jsou v kapalině dále od sebe, je objem látky v její kapalné fázi větší než její objem v pevné fázi.
Plyn
•••YuriyS / iStock / Getty Images
Tvar a objem plynu je určen tvarem a objemem jeho nádoby. Na rozdíl od pevné látky však plyn unikne, pokud na jeho nádobě není víko. Částice v plynu mají velkou volnost pohybu a nemají uspořádané uspořádání. Je to proto, že síly, které přitahují tyto částice k sobě navzájem, jsou v plynné fázi slabé nebo chybí. Částice plynu mají velké množství kinetické energie, která se neustále pohybuje mezi částicemi, když se pohybují a narážejí do sebe.
Přechod
•••mbudley / iStock / Getty Images
Fázové přechody probíhají v důsledku změn teploty, i když jsou také ovlivňovány atmosférickým tlakem. Pevná látka se stává kapalinou, když se zahřeje na svůj bod tání, kde teplo dává částicím dostatek energie, aby uvolnily svou strukturu a staly se kapalinou. Při bodu varu dává teplo částicím v kapalině dostatek energie pro to, aby částice na povrchu kapaliny mohly uniknout ze struktury a odpařovat se a pohybovat se do vzduchu jako plyn. Nízký atmosférický tlak umožňuje kapalinám vařit při nižší teplotě. Aby se plyn stal kapalinou, musí dostatečně ochladit, aby částice ztratily energii a kondenzovaly; vytváření dostatečně pevných vazeb, aby udržely kapalnou formu. Aby se z kapaliny stala pevná látka, musí zmrznout, aby částice měly jen velmi málo energie a byly spojeny dohromady velmi těsnými vazbami.