Material har en fast, flytande och gasform. Var och en av dessa former är känd som en fas av materien. I var och en av dess faser beter sig partiklarna av ett ämne väldigt annorlunda. Ett ämne kan förändras från en fas till en annan genom vad som kallas fasövergång. Dessa fasövergångar beror främst på temperaturförändringar.
Fast
När ett material är i sin fasta fas är molekylerna bundna tätt. Formen och volymen på ett fast ämne är vanligtvis fast. Krafterna som lockar partiklar till varandra är särskilt starka i fasta ämnen och håller dem nära varandra i specifika positioner. Detta hjälper till att förhindra att en fast substans bryts sönder eller komprimeras. Densiteten hos fast material ökar vid lägre temperaturer. Ju kallare temperatur, desto svagare blir partiklarnas vibrationer, vilket gör att de packas ihop ännu tätare. Torrsubstanser kan klassificeras som kristallina, med partiklar ordnade tätt i geometriska mönster, eller så kan de klassas som amorfa fasta ämnen. Kristallerna i amorfa fasta ämnen, såsom lera, är ordnade löst och slumpmässigt, så att formen på materialet kan ändras.
Flytande
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
I sin flytande fas har partiklarna som utgör ett ämne större rörelsefrihet. Denna rörelse uppnås genom att partiklarna får värmeenergi. Vätskans form bestäms av behållarens form. Även om partiklarna i en vätska inte är bundna ihop lika tätt som de i ett fast ämne, kan flytande ämnen inte komprimeras. Flytande partiklar är mer energiska än fasta partiklar och kan röra sig runt men bara inom ett visst avstånd från andra partiklar. Det finns fortfarande en attraktionskraft som håller dem löst ihop. Eftersom partiklar är längre ifrån varandra i en vätska är volymen av ett ämne i dess flytande fas större än dess volym i en fast fas.
Gas
•••YuriyS / iStock / Getty Images
Formen och volymen på en gas bestäms av behållarens form och volym. Till skillnad från ett fast ämne kommer en gas att fly ut om det inte finns något lock på behållaren. Partiklarna i en gas har stor rörelsefrihet och har inte ett ordnat arrangemang. Detta beror på att krafterna som lockar dessa partiklar till varandra är svaga eller frånvarande i gasfasen. Gaspartiklar har mycket kinetisk energi, som kontinuerligt passeras mellan partiklar när de rör sig runt och stöter på varandra.
Övergång
•••mbudley / iStock / Getty Images
Fasövergångar sker på grund av temperaturförändringar, även om de också påverkas av atmosfärstrycket. Ett fast ämne blir en vätska när det värms upp till smältpunkten, där värme ger partiklarna tillräckligt med energi för att lossa sin struktur och bli en vätska. Vid kokpunkten ger värme partiklar i en vätska tillräckligt med energi för att de på ytan av en vätska ska kunna undkomma strukturen och förångas och rör sig i luften som en gas. Lågt atmosfärstryck gör att vätskor kan koka vid en lägre temperatur. För att gas ska bli en vätska måste den svalna tillräckligt för att partiklarna tappar energi och kondenserar. bildar bindningar tätt nog för att hålla en flytande form. För att en vätska ska bli ett fast ämne måste den frysa så att partiklarna har mycket lite energi och dras samman av mycket täta bindningar.