Bir malzemedeki interatomik ve moleküller arası bağların gücü ile sıcaklık ve basınç, varsaydığı maddenin durumunu belirler. Farklı sıcaklık ve basınçlardaki malzeme durumları faz diyagramları ile gösterilir.
Bir malzemenin en yaygın halleri, katıları, sıvıları ve gazları içerir. Moleküller arası ve atomlar arası bağlanma enerjileri, termal titreşimden dolayı malzeme moleküllerinin veya atomların kinetik enerjisini aştığında, malzemeler katı bir hal alırlar.
Moleküller arası ve atomlar arası bağlanma enerjisi termal kinetik enerjiyle karşılaştırılabilir olduğunda malzemeler sıvı halini alır. Sıvı moleküller arasındaki daha güçlü etkileşim, daha yüksek viskoziteye neden olur.
Moleküller arası ve atomlar arası bağlanma enerjisi termal kinetik enerjiden çok daha düşük olduğunda malzemeler gaz halini alır. Birçok durumda, gaz atomları veya moleküller arasındaki etkileşim tamamen ihmal edilebilir. Termal kinetik enerji büyüdükçe, gaz atomları veya moleküller arasındaki etkileşimler o kadar önemsiz hale gelir.
Termal enerji, malzemenin sıcaklığı ile tanımlanır. Bu enerji genellikle Boltzmann sabitinin ürününü içeren bazı değerlerle ve mutlak sıcaklık olarak adlandırılan Kelvin cinsinden sıcaklıkla orantılıdır. Daha yüksek basınç, atomların ve moleküllerin bir araya gelmesine neden olabilir, bu da materyallerin sırasıyla erime veya kaynama noktalarının altındaki sıcaklıklarda katı veya sıvı halde olmalarını sağlar.
