I materiali hanno una forma solida, liquida e gassosa. Ognuna di queste forme è conosciuta come una fase della materia. In ciascuna delle sue fasi le particelle di una sostanza si comportano in modo molto diverso. Una sostanza può cambiare da una fase all'altra attraverso quella che è nota come transizione di fase. Queste transizioni di fase sono principalmente il risultato di cambiamenti di temperatura.

Solid

Quando un materiale è nella sua fase solida, le molecole sono legate strettamente. La forma e il volume di un solido vengono solitamente riparati. Le forze che attraggono le particelle l'una verso l'altra sono particolarmente forti nei solidi, mantenendoli ravvicinati in posizioni specifiche. Ciò aiuta a prevenire la rottura o la compressione di un solido. La densità del materiale solido aumenta a temperature più basse. Più fredda è la temperatura, più debole è la vibrazione delle particelle, rendendole ancora più aderenti. I solidi possono essere classificati come cristallini, con particelle disposte strettamente in motivi geometrici, oppure possono essere classificati come solidi amorfi. I cristalli di solidi amorfi, come l'argilla, sono disposti in modo più approssimativo e casuale, consentendo di alterare la forma del materiale.

Liquido

Nella sua fase liquida, le particelle che compongono una sostanza ha più libertà di movimento. Questo movimento si ottiene attraverso le particelle che acquisiscono energia termica. La forma di un liquido è determinata dalla forma del suo contenitore. Sebbene le particelle in un liquido non siano legate insieme così strettamente come quelle in un solido, le sostanze liquide non possono essere compresse. Le particelle liquide sono più energetiche delle particelle solide e possono muoversi, ma solo entro una certa distanza da altre particelle. C'è ancora una forza di attrazione che li tiene uniti liberamente. Poiché le particelle si separano ulteriormente in un liquido, il volume di una sostanza nella sua fase liquida è maggiore del suo volume in una fase solida.

Gas

La forma e il volume di un gas sono determinati dalla forma e dal volume del suo contenitore. Tuttavia, a differenza di un solido, un gas scapperà se non ci sarà il coperchio sul suo contenitore. Le particelle in un gas hanno una grande libertà di movimento e non hanno una disposizione ordinata. Questo perché le forze che attraggono queste particelle l'una all'altra sono deboli o assenti nella fase gassosa. Le particelle di gas hanno una grande quantità di energia cinetica, che viene continuamente fatta circolare tra le particelle mentre si muovono e si scontrano l'una con l'altra.

Transizione

Le transizioni di fase avvengono a causa di cambiamenti di temperatura, anche se sono anche influenzati dalla pressione atmosferica. Un solido diventa un liquido quando viene riscaldato al suo punto di fusione, dove il calore dà alle particelle abbastanza energia per allentare la loro struttura e diventare un liquido. Al punto di ebollizione, il calore dà alle particelle un'energia abbastanza liquida da permettere a quelli sulla superficie di un liquido di sfuggire alla struttura e di vaporizzarsi, spostandosi nell'aria come un gas. La bassa pressione atmosferica consente ai liquidi di bollire a una temperatura inferiore. Perché il gas diventi un liquido, deve raffreddarsi abbastanza affinché le particelle perdano energia e si condensino; formare legami abbastanza stretti da contenere una forma liquida. Affinché un liquido diventi un solido, deve congelare in modo che le particelle abbiano pochissima energia e siano attratte insieme da legami molto stretti