1. Molekylär arrangemang och avstånd

* fast: Molekyler i ett fast ämne är tätt packade och arrangerade i ett mycket ordnat, upprepande mönster som kallas ett kristallgitter. Denna snäva förpackning lämnar mycket lite utrymme mellan molekyler.

* vätska: Molekyler i en vätska är närmare varandra än i en gas, men de har mer rörelsefrihet. De kan glida förbi varandra, vilket leder till ett mindre ordnat arrangemang och mer utrymme mellan dem.

2. Molekylära interaktioner

* fast: Starka intermolekylära krafter (som vätebindning, dipol-dipolinteraktioner eller Dispersionskrafter i London) håller molekylerna på ett fast styvt på plats. Dessa krafter är mycket starkare än i vätskor.

* vätska: De intermolekylära krafterna i vätskor är svagare än i fasta ämnen. Detta gör att molekyler kan röra sig, men fortfarande förbli relativt nära varandra.

3. Densitet

* densitet =massa / volym

* Eftersom molekylerna i ett fast ämne packas tätare än i en vätska, kommer ett fast ämne att ha en mindre volym för samma massa. Denna mindre volym resulterar i en högre densitet.

i enklare termer:

Föreställ dig en låda full av kulor. Om du skakar lådan (som en vätska) kommer kulorna att spridas ut och ökar utrymmet mellan dem. Om du lämnar lådan ostörd (som en fast) kommer kulorna att slå sig in i ett stramare arrangemang och tar mindre plats.

Undantag:

Det finns några undantag från denna regel, där den fasta formen av ett ämne är mindre tät än dess flytande form:

* Vatten: Vatten är unikt genom att det expanderar när det fryser. Detta beror på vätebindningen som bildar en mer öppen, kristallstruktur i is.

* vismut: Bismuth är en metall som uppvisar en liknande expansion vid frysning.

Sammantaget: Den tätare naturen hos fasta ämnen jämfört med vätskor härrör från den stramare förpackningen och starkare intermolekylära krafter som styr deras molekylstruktur.