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我们周围的一切都由物质构成。一般来说，物质要么是液体，要么是固体，要么是气体。然而，物质可以从一种状态变为另一种状态。
所有的物质都是由叫作“原子”的微小粒子构成的。当两个或两个以上的原子结合时，它们就形成了分子。原子和分子以不同的方式结合可以形成物质的三种状态——固体、液体和气体。这些状态被称为“物态”。“相”是指一种特定物质存在的状态。水是一种大家都很熟悉的物质，通常以固相（冰）、液相（水）和气相（水蒸气）的形式存在。
固体是具有一定形状和体积的物质。体积是指固体、液体或气体所占的空间。在固体中，粒子的排列主要有两种方式——整齐有序的排列或随机排列。粒子排列整齐有序的固体被称为“晶体”。常见的例子有金属、钻石、冰和食盐。粒子随机排列的固体被称为“无定形固体”。它们通常为玻璃状或橡胶状，常见的例子有蜡、玻璃、橡胶和塑料。在所有的固体中，粒子紧密地堆积在一起，所以固体不容易被压缩，无法通过挤压使它们的体积变得更小。
与固体一样，液体也有一定的体积。但与固体不同的是，它的形状与被倒入的容器的形状相同。液体是一种流体——一种分子可自由运动的物质。与固体一样，液体中的粒子靠得也很近，这使得液体很难被压缩。
气体的形状和体积很容易改变。与液体一样，气体也是一种流体。气体中的粒子迅速扩散，填满了所有可用的空间。由于气体粒子之间有很大的距离，所以气体很容易被压缩以减小体积。
这是一张由哈勃空间望远镜拍摄的鹰状星云。这些棕色的柱子是由气体和尘埃组成的，而这些气体和尘埃又由微小的原子组成。
动力学理论用粒子的运动来描述物质的特性。所有物质中的粒子都在不断运动。这种运动的能量被称为“动能”。在固体中，粒子紧密地堆积在一起，它们的运动受限于振动。在液体中，粒子之间的距离通常更大，它们可以振动，也可以自由移动。在气体中，粒子相距很远，可以高速地随机运动。
科学词汇
布朗运动： 因介质分子热运动引起的分散相粒子的无规则运动。
动能： 运动粒子的能量。
动力学理论： 用粒子的运动来描述物质性质的理论。
根据动力学理论，一个粒子运动得越快，它拥有的能量就越多。这种能量以热的形式被我们体验到。带有快速运动粒子的物体，能量很大，所以我们感觉物体很热。动力学理论解释了把热液体倒进杯子里后，为什么杯子会变热——因为热液体中的粒子在快速运动，当液体中的粒子撞击杯子表面时，能量便从液体传递到了杯子上，然后，杯子里的粒子开始振动，而当我们拿起一个杯子时，杯子里粒子的能量传递到了我们的手上，我们便感觉到了热。
液体分子的运动是由苏格兰植物学家罗伯特·布朗（Robert Brown，1773—1858）在1827 年发现的。他观察到新鲜花粉粒在水中随机移动。然后，布朗使用已经死亡了100 多年的谷物来进行实验。他发现，它们仍然是随机移动的，这证明这种运动不可能来自谷物本身。为了纪念他，科学家们把这种运动称为“布朗运动”，现在人们知道它是由快速运动的水分子与花粉粒造成的。这就是悬浮在液体中的微小颗粒会在整个液体中均匀分布的原因。类似的行为也发生在气体中。
试试这个
布朗运动
1 往一个高脚杯里倒满水，让它静置几个小时。
2 向水中加入一两滴食用色素，观察它是如何扩散的。由于与水分子的碰撞，食用色素在水中慢慢扩散。这种运动受到温度的影响。如果在更高的温度下重复做这个实验，食用色素就会扩散得更快。在较低的温度下时，它扩散得慢一些。
加几滴色素到水里。在添加色素前确保水已经沉淀了几个小时。
将杯子放置大约30分钟。等你回来的时候，你会看到食用色素已经在水中扩散开了。
原子并不是物质中最小的粒子。它们是由更小的粒子——质子、中子和电子——组成的。
成键
将原子结合在一起的离子键和共价键是作用力最强的两种键。当一个原子把一个或多个电子给一个试图填满最外电子壳层的原子时，就会形成离子键。两个或多个原子共同使用它们的外层电子，使它们的最外电子壳层达到饱和，此时它们之间就形成了共价键。
离子键
共价键
原子的中心叫作“原子核”，由质子和中子组成。电子沿着轨道围绕原子核旋转。
电子和质子都带电荷。电子带负电荷，质子带正电荷。因为它们的电荷相反，所以电子和质子会相互吸引。吸引力将电子固定在原子核周围。原子组合成分子的力与这些吸引力相同。
使分子中的原子结合在一起的力叫作“分子内力”。分子内力主要有三种类型，分别是共价键、离子键和金属键。在离子键中，一个原子把它的电子给了另一个原子。在共价键中，原子共享电子。在金属键中，电子在原子之间可以自由移动。作用于分子之间的力叫作“分子间力”。这些力决定了一种物质是固体、液体还是气体。
分子间力使分子聚集在一起。与分子内力相比，分子间力较弱。事实上，分子间力的大小只有分子内力的15%左右。分子间力也主要有三种类型：取向力、色散力和氢键。所有这些力都涉及部分电荷。电荷是由分子中电子和原子核的排列引起的。有时电子的排列使原子核部分暴露，从而产生少量的正电荷。与此同时，电子聚集在一起，产生了少量负电荷。正是这些电荷之间的吸引力使分子结合在了一起。
当物质沸腾时，组成物质的粒子有足够的动能来克服分子间力。沸腾是粒子获得足够能量从液体中逃离的过程。物质的沸点越高，其分子间力就越强。
等离子体通常被认为是物质的第四种状态。等离子体是自由移动的带电粒子，如电子、离子，以及失去或获得一个或多个电子的原子。当电子从原子中剥离出来时，等离子体就形成了。我们可以在等离子体球中看到这种物质状态的影响。
氢键是一种很强的分子间力。水分子是由氢键连接在一起的。水分子总体上是不带电的，它们的电子数与质子数相等。然而，水分子中的特定位置有部分电荷，这些电荷被另一个水分子上的相反电荷强烈吸引。因此，水分子需要更大的能量来提供足够的动能，才能克服氢键的力量。因此，水的沸点比较高。
水的高沸点并不是它唯一不寻常的特性。冰（固态的水）可以漂浮在水中。同一种物质的固态很少可以漂浮在其液态中，而冰是个例外。这是因为当它变成固体时，氢键把水分子分开，而不是像在其他固体中那样让它们靠得更近。这使得冰的密度比水的低，所以冰能浮起来。冰的密度并不比水低多少，所以冰只有一小部分会浮出水面，就像我们看到的冰山那样。
固体受热时，其原子迅速振动，温度升高。在一定的温度下，固体开始熔化。能量越多，熔化的固体越多。最终，所有的固体都会熔化——固体变成了液体。如果再给予更多的能量，液体的温度就会升高。同样，在一定温度下，液体开始变成气体。继续给予液体更多的能量时，它的温度并不会继续升高，但更多的液体变成了气体。最终，所有的液体都会变成气体。如果继续增加能量，气体的温度就会升高。