Materjalidel on tahke, vedel ja gaasiline vorm. Kõiki neid vorme tuntakse aine faasina. Mõlemas faasis käituvad aine osakesed väga erinevalt. Aine võib muutuda ühest faasist teise läbi nn faasisiirde. Need faasisiirded tulenevad peamiselt temperatuurimuutustest.
Tahke
Kui materjal on tahkes faasis, on molekulid tihedalt seotud. Tahke aine kuju ja maht on tavaliselt fikseeritud. Osakesed üksteisele meelitavad jõud on tahketes ainetes eriti tugevad, hoides neid kindlates asendites üksteise lähedal. See aitab vältida tahke aine lagunemist või kokkusurumist. Tahke materjali tihedus suureneb madalamatel temperatuuridel. Mida külmem on temperatuur, seda nõrgem on osakeste vibratsioon, mis muudab need veelgi tihedamaks. Tahkeid aineid võib klassifitseerida kristallilisteks, osakesed paiknevad tihedalt geomeetrilistes mustrites või klassifitseerida amorfseteks tahketeks aineteks. Amorfsetes tahketes ainetes, näiteks savis, paiknevad kristallid on paigutatud vabamalt ja juhuslikumalt, võimaldades materjali kuju muuta.
Vedelik
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Vedelas faasis on aine moodustavatel osakestel suurem liikumisvabadus. See liikumine saavutatakse läbi osakeste soojusenergia saamise. Vedeliku kuju määratakse selle mahuti kuju järgi. Kuigi vedelikus olevad osakesed ei ole nii tihedalt seotud kui tahkes olekus, ei saa vedelaid aineid kokku suruda. Vedelad osakesed on energilisemad kui tahked osakesed ja võivad liikuda, kuid ainult teatud kaugusel teistest osakestest. Neid lõdvalt koos hoidev atraktiivsus on endiselt olemas. Kuna vedelikus on osakesed üksteisest kaugemal, on selle vedelas faasis oleva aine maht suurem kui tahke faasi maht.
Gaas
•••YuriyS / iStock / Getty Images
Gaasi kuju ja maht määratakse selle mahuti kuju ja mahu järgi. Kuid erinevalt tahkest ainest pääseb gaas välja, kui selle anumal pole kaant. Gaasis sisalduvatel osakestel on suur liikumisvabadus ja neil ei ole järjestust. Seda seetõttu, et jõud, mis neid osakesi üksteise külge tõmbavad, on gaasifaasis nõrgad või puuduvad. Gaasiosakestel on palju kineetilist energiat, mis osakeste vahel pidevalt ringi liigub, kui nad ringi liiguvad ja üksteisega põrkuvad.
Üleminek
•••mbudley / iStock / Getty Images
Faasisiirded toimuvad temperatuuri muutuste tõttu, kuigi neid mõjutab ka atmosfäärirõhk. Tahke aine muutub vedelaks, kui seda kuumutatakse selle sulamistemperatuurini, kus soojus annab osakestele piisavalt energiat, et nende struktuur lahti saada ja vedelaks muutuda. Keemistemperatuuril annab kuumus vedelikus olevatele osakestele piisavalt energiat, et vedeliku pinnal olijad pääseksid struktuurist välja ja aurustuksid, liikudes gaasina õhku. Madal atmosfäärirõhk võimaldab vedelike keemist madalamal temperatuuril. Gaasist vedeliku saamiseks peab see piisavalt jahtuma, et osakesed kaotaksid energia ja kondenseeruks; moodustades sidemeid piisavalt tihedalt, et vedelat vormi hoida. Vedeliku tahkeks saamiseks peab see külmuma, nii et osakestel on väga vähe energiat ja need tõmbuvad kokku väga tihedate sidemetega.