Materiály majú pevnú, kvapalnú a plynnú formu. Každá z týchto foriem je známa ako fáza hmoty. V každej z jeho fáz sa častice látky správajú veľmi odlišne. Látka sa môže meniť z jednej fázy na druhú prostredníctvom takzvaného fázového prechodu. Tieto fázové prechody sú hlavne výsledkom teplotných zmien.
Pevné
Keď je materiál v tuhej fáze, molekuly sú navzájom pevne spojené. Tvar a objem pevnej látky sú zvyčajne pevné. Sily, ktoré navzájom priťahujú častice, sú obzvlášť silné v pevných látkach a udržujú ich blízko seba v špecifických pozíciách. To pomáha zabrániť tomu, aby sa pevná látka rozpadla alebo stlačila. Hustota pevného materiálu sa zvyšuje pri nižších teplotách. Čím je teplota chladnejšia, tým slabšie sú vibrácie častíc, vďaka čomu sa ešte viac zoskupujú. Pevné látky možno klasifikovať ako kryštalické, s časticami pevne usporiadanými do geometrických vzorov, alebo ich možno klasifikovať ako amorfné pevné látky. Kryštály v amorfných tuhých látkach, ako je napríklad hlina, sú usporiadané voľnejšie a náhodnejšie, čo umožňuje meniť tvar materiálu.
Kvapalina
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
V tekutej fáze majú častice tvoriace látku väčšiu voľnosť pohybu. Tento pohyb sa dosahuje tým, že častice získavajú tepelnú energiu. Tvar kvapaliny je určený tvarom jej nádoby. Aj keď častice v kvapaline nie sú navzájom spojené tak tesne ako pevné častice, kvapalné látky sa nedajú stlačiť. Kvapalné častice sú energickejšie ako pevné častice a môžu sa pohybovať, ale iba v určitej vzdialenosti od ostatných častíc. Stále existuje sila príťažlivosti, ktorá ich drží voľne pohromade. Pretože častice sú v kvapaline ďalej od seba, je objem látky v jej kvapalnej fáze väčší ako jej objem v tuhej fáze.
Plyn
•••YuriyS / iStock / Getty Images
Tvar a objem plynu je určený tvarom a objemom jeho nádoby. Na rozdiel od tuhej látky však plyn unikne, ak na jeho nádobe nie je veko. Častice v plyne majú veľkú voľnosť pohybu a nemajú usporiadané usporiadanie. Je to preto, že sily, ktoré navzájom priťahujú tieto častice, sú v plynnej fáze slabé alebo chýbajú. Častice plynu majú veľké množstvo kinetickej energie, ktorá neustále prechádza okolo medzi časticami, keď sa pohybujú a narážajú do seba.
Prechod
•••mbudley / iStock / Getty Images
Fázové prechody prebiehajú v dôsledku zmien teploty, aj keď sú ovplyvnené aj atmosférickým tlakom. Pevná látka sa stáva kvapalinou, keď sa zahreje na teplotu topenia, kde teplo dodáva časticiam dostatok energie na to, aby uvoľnili svoju štruktúru a stali sa kvapalinou. Teploou teploty varu získajú častice v kvapaline dostatok energie na to, aby častice na povrchu kvapaliny unikli zo štruktúry a vyparili sa do vzduchu ako plyn. Nízky atmosférický tlak umožňuje varenie kvapalín pri nižšej teplote. Aby sa plyn stal kvapalinou, musí byť dostatočne ochladený, aby častice stratili energiu a kondenzovali; vytváranie väzieb dostatočne pevných na to, aby udržali tekutú formu. Aby sa z kvapaliny stala tuhá látka, musí zmrznúť, aby častice mali veľmi malú energiu a boli navzájom spojené veľmi tesnými väzbami.