气体、液体和固体的分子比较

固体中的粒子紧密包装在一起 (固定形状) ，通常以常规方式排列；在液体中，它们紧密相连，没有固定的排列 (无固定形状) ；在气体中，它们彼此相隔很远，没有固定的排列 (无固定形状)。 粒子在固定位置的稳定振动中 (不能流动) ，通常不会相互移动；在液体中，它们相互移动 (可以流动) ，但基本上保持恒定的接触； 在气体中，它们相互独立移动 (可以流动和膨胀) ，除非它们发生碰撞。

固体，液体或气体的性质的差异反映了组成每个相位的原子，分子或离子之间的诱人力的强度。 物质存在的阶段取决于其 分子间作用力（IMFs） 的相对范围 (物质原子和分子之间存在的静电吸引力) 及其分子的 动能（KE）。 虽然 分子间力（IMFs） 将粒子紧密联系在一起，但粒子’ 动能（KE） 提供了克服吸引力所需的能量，从而增加了粒子之间的距离。 例如，在液体中，有吸引力的分子间作用力会使分子保持接触，尽管它们仍有足够的 动能（KE） 相互移动。 因此，液体流动并形成容器。

根据 动力学-分子理论（KMT） ，物质的温度与其粒子的平均 动能（KE） 成比例。 更改平均动能 (温度) 会引起物理状态的变化以及分子间作用力的相关变化。 例如，当气态水充分冷却或分子的平均动能降低时， H₂O 分子之间的吸引力增加，当它们相互接触时就能将它们固定在一起；气体凝结，形成液态 H₂O。  当液态水进一步冷却时，诱人的作用力会变得更强，水会冻结以形成固体冰。

如果温度不是太高，气体可能通过压缩 (高压) 液化。 气体表现出极弱的吸引力，因此粒子会在较远的距离上扩散。 随着压力的增加，气体分子之间的吸引力会因 动能（KE） 而变得强烈。 因此，它们形成液体。 丁烷， C₄H₁₀ ，是一次性打火机中使用的燃料，是一种标准温度和压力下的气体。 在打火机的燃料箱内，丁烷被压缩到压力中，从而导致其冷凝到液体状态。 此外，如果液体温度足够低或液体压力足够高，液体分子就不再有足够的 动能（KE） 来克服它们与固体形式之间的 分子间力（IMF）。

本文改编自 Openstax, 化学 2e, 第10章： 液体与固体。