Material har en fast, flytande och gasform. Var och en av dessa former är känd som en fas av materia. I var och en av faserna uppträder partiklarna av ett ämne väldigt olika. Ett ämne kan förändras från en fas till en annan genom det som kallas fasövergång. Dessa fasövergångar är främst ett resultat av temperaturförändringar.

Fast

När ett material är i sin fasta fas, är molekylerna bundna tätt. Formen och volymen hos ett fast ämne är vanligtvis fixerad. De krafter 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 ett fastämne bryts ifrån eller komprimeras. Tätheten av fast material ökar vid lägre temperaturer. Ju kallare temperaturen desto svagare vibrationer av partiklar, vilket gör att de packas ihop ännu tättare. Fastämnen kan klassificeras som kristallina, med partiklar anordnade tätt i geometriska mönster, eller de kan klassas som amorfa fastämnen. Kristallerna i amorfa fastämnen, såsom lera, är ordnade mer löst och slumpmässigt, vilket gör att materialets form kan ändras.

Vätska

I sin vätskefas bildas de partiklar som utgör ett ämne har mer rörelsefrihet. Denna rörelse uppnås genom att partiklarna får värmeenergi. Formen av en vätska bestäms av formen av dess behållare. Även om partiklarna i en vätska inte är bundna så tätt som de i en fast substans, kan inte flytande ämnen komprimeras. Vätskeformiga partiklar är mer energiska än fasta partiklar och kan flytta runt men bara inom ett visst avstånd från andra partiklar. Det finns fortfarande en attraktionskraft som håller dem ihop löst. Eftersom partiklar är längre ifrån varandra i en vätska är volymen av ett ämne i sin vätskefas större än volymen i en fast fas.

Gas

Gassens form och volym bestäms av formen och volymen av dess behållare. I motsats till ett fast ämne kommer emellertid en gas att fly undan 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 passerar mellan partiklarna när de rör sig och stöter ihop varandra.

Övergång

Fasövergångar sker på grund av temperaturförändringar, även om de också påverkas av atmosfärstryck. En fast substans blir en vätska när den upphettas till dess smältpunkt, där värmen ger partiklarna tillräcklig energi för att lossa sin struktur och bli en vätska. Vid kokpunkten ger värmen partiklar i en vätskefull energi för dem på ytan av en vätska för att undkomma strukturen och förångas och rör sig i luften som en gas. Lågt atmosfärstryck gör att vätskor kan koka vid lägre temperatur. För att gas ska bli en vätska måste den svalna tillräckligt för att partiklar förlorar energi och kondenserar; bildande bindningar tillräckligt täta för att hålla en flytande form. För att en vätska ska bli en fast, måste den frysa så att partiklarna har mycket liten energi och dras samman genom mycket snäva bindningar.