La sustancia puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso y, en condiciones especiales, también en estado de plasma.
Cualquier sustancia se compone de moléculas y sus propiedades físicas dependen de cómo se ordenan las moléculas y cómo interactúan entre sí. En la vida ordinaria, observamos tres estados de agregación de materia: sólido, líquido y gaseoso.
Gas
El gas se expande hasta que llena todo el volumen asignado. Si consideramos el gas a nivel molecular, veremos moléculas que se lanzan y chocan aleatoriamente entre sí y con las paredes del recipiente, que, sin embargo, prácticamente no interactúan entre sí. Si el volumen del recipiente aumenta o disminuye, las moléculas se redistribuirán uniformemente en el nuevo volumen. La teoría cinética molecular relaciona las propiedades moleculares de un gas con sus propiedades macroscópicas, como la temperatura y la presión.
Líquido
A diferencia de un gas, un líquido a una temperatura determinada ocupa un volumen fijo, pero también toma la forma de un recipiente que se llena, pero solo por debajo del nivel de su superficie. A nivel molecular, un líquido se representa más fácilmente en forma de moléculas esféricas que, aunque están en estrecho contacto entre sí, tienen la libertad de rodar entre sí, como cuentas redondas en un frasco. Vierta el líquido en el recipiente, y las moléculas se esparcirán rápidamente y llenarán la parte inferior del volumen del recipiente, como resultado, el líquido tomará su forma, pero no se extenderá a todo el volumen del recipiente.
Sólido
El cuerpo sólido tiene su propia forma, no se extiende sobre el volumen del recipiente y no toma su forma. A nivel microscópico, los átomos están unidos entre sí mediante enlaces químicos y su posición relativa entre sí es fija. Al mismo tiempo, pueden formar tanto estructuras ordenadas rígidas (celosías de cristal) como un montón desordenado: cuerpos amorfos (esta es exactamente la estructura de los polímeros, que parecen pasta enredada y pegada en un cuenco).
Plasma
Se describieron anteriormente tres estados clásicos de agregación. Sin embargo, existe un cuarto estado, que los físicos tienden a atribuir al número de agregados. Este es un estado de plasma. El plasma se caracteriza por el despojo total o parcial de electrones de sus órbitas atómicas, mientras que los electrones libres permanecen dentro de la sustancia. Por lo tanto, el plasma, al estar ionizado, en su conjunto permanece eléctricamente neutro, ya que el número de cargas positivas y negativas en él permanece igual. Podemos observar tanto plasma frío como ligeramente ionizado (por ejemplo, en lámparas fluorescentes) y plasma caliente completamente ionizado (dentro del Sol, por ejemplo).
Condensado de Bose-Einstein
A temperaturas extremadamente bajas, las velocidades de las moléculas disminuyen tanto que no podemos precisar su ubicación. Esto se debe al principio de incertidumbre de Heisenberg. Cuando la temperatura desciende tanto que el grado de incertidumbre en la posición de los átomos es comparable al tamaño del grupo de átomos al que pertenecen, todo el grupo comienza a comportarse como un todo. Este estado de la materia se denomina condensado de Bose-Einstein y puede considerarse el quinto estado de agregación de la materia.
