الكيمياء هي دراسة المادة والتغيرات التي تمر بها. المادة هي أي شيء له كتلة ويشغل مساحة. المادة هي في كل مكان حولنا؛ الهواء، الماء، التربة، الجبال، وحتى أجسادنا تشكل جميعها أمثلة على المادة. تنقسم المادة إلى ثلاث حالات — صلبة، وسائلة، وغازية — توجد بشكل شائع على الأرض. الحالة الرابعة للمادة، البلازما، تحدث بشكل طبيعي في الأجزاء الداخلية للنجوم.
تتميز المواد الصلبة بشكل وحجم محدَّدين. في الحالة الصلبة، تتجمّع الجسيمات (الذرات أو الجزيئات) بشكل وثيق للغاية وتتماسك معاً بواسطة قوىً قوية، مع قدر ضئيل جدًا من حرية الحركة. تهتز الجسيمات، بشكل طفيف فقط، في مواضعها الثابتة. هذا يجعل المواد الصلبة غير قابلة للانضغاط. الجليد والألومنيوم والذهب أمثلة على المواد الصلبة.
السوائل لها حجم محدد ولكن ليس لها شكل محدد؛ فهي تأخذ شكل الجسم الحاوي لها. في السائل، على الرغم من تباعد الجسيمات عن بعضها، إلا أن القوى بين الجسيمات تكون أضعف مما هو عليه في المواد الصلبة. تهتز الجسيمات وتتحرك فوق بعضها البعض. وهكذا، فإن السائل، ولو أنه غير قابل للضغط، يتدفق ومن الممكن سكبه بسهولة. الماء والكحول والزيت كلها سوائل.
ليس للغازات حجم أو شكل ثابت. هي تأخذ حجم وشكل الجسم الحاوي لها. في حالة الغاز، يتم فصل الجسيمات على نطاق واسع بقوى بين الجسيمات أضعف كثيراً (أو تكاد لاتذكر). تكون الجسيمات حرة في الحركة بالنسبة لبعضها البعض، مما يجعل الغازات قابلة للضغط بدرجة كبيرة. وبالتالي، فعلى عكس المواد الصلبة أو السائلة، يمكن ضغط الغاز ليحتل حجماً أصغر، أو يمكن توسيعه ليشغل مساحةً أكبر. تتضمن المواد التي تكون غازات في درجة حرارة الغرفة الهليوم، والأكسجين، والنيتروجين، وثاني أكسيد الكربون.
إن الحالة الرابعة للمادة، وهي البلازما، قد تطورت من الحالة الغازية وتحتوي على أعداد كبيرة من الجسيمات المشحونة كهربائياً. مثل الغازات، ليس للبلازما شكل أو حجم ثابت، وهي أقل كثافة من المواد الصلبة أو السائلة. الأجزاء الداخلية للنجوم، وصواعق البرق، والشفق الذي يحيط بالقطبين، وذيل المذنب، وشاشات تلفزيون البلازما، ومصابيح الضوء الفلورسنت، وشارات النيون كلها أمثلة على البلازما.
يمكن أن تؤدي التغيرات في درجة الحرارة و/أو الضغط إلى التحول من حالة مادية إلى أخرى. يتضح ذلك من خلال العمليات المألوفة مثل ذوبان الجليد أو تبخر الماء. على سبيل المثال، عند التسخين، ينصهر الثلج الصلب إلى الماء السائل. مزيد من التسخين سيحوّل الماء إلى أبخرة غازية. يعمل التبريد على عكس هذه العمليات.
تم اقتباس هذا النص من Openstax وChemistry 2e وSection 1.2: Phases وتصنيف المادة.
