Agregacija molekula

Molekul je agregacija dva ili više atoma, vezanih hemijskim vezama. Tako se molekul vode formira ostvarivanjem polarne kovalentne veze dva atoma vodonika i jednog atoma kiseonika. Veze između već formiranih molekula jesu međumolekularne veze, koje imaju elektrostatičko poreklo. Ove, međumolekularne veze su znatno slabije od hemijskih veza koje formiraju molekul. Međumolekularne veze se plastično mogu predstaviti modelom opruge koja povezuje dva molekula. Na nekoj međusobnoj udaljenosti, privlačne i odbojne sile između molekula su uravnotežene, te je rezultujuća sila između molekula jednaka nuli. Ova udaljenost se naziva ravnotežna udaljenosta. Ako pokušamo približiti molekule na udaljenost manju od ravnotežne preovlađuje odbojna sila, a ako ih pokušamo udaljiti, između njih se javlja privlačna sila. Na ravnotežnoj udaljenosti, molekuli se nalaze na dnu potencijalne jame i svako pomeranje sa te udaljenosti bi značilo penjanje molekula po zidovima potencijalne jame, što iziskuje utrošak energije, odnosno primenu sile.

Model opruge

Energija koju poseduju molekuli (termička energija) manifestuje se kretanjem molekula. Način kretanja molekula uslovljava postojanje agregatnih stanja i nekih njihovih osobina. Tako se molekuli čvrstih supstanci kreću isključivo vibriranjem oko ravnotežnog položaja. Ne mogu menjati ni međusobnu udaljenost ni međusobni položaj. Stalna međusobna udaljenost molekula čvrstih supstanci uslovljava stalnu zapreminu čvrstih tela, dok stalni međusobni položaj uslovljava njihov stalan oblik. 
Molekuli tečnosti, osim vibriranja imaju na raspolaganju još jedan način kretanja – rotiraju jedan oko drugog, odnosno, mogu da se “kotrljaju” jedni preko drugih. Ovakav vid kretanja obezbeđuje stalnu međusobnu udaljenost molekula ali ne i stalan međusobni položaj. Stoga tečnosti imaju stalnu zapreminu (stalna međusobna udaljenost molekula) i promenljivi oblik (promenljiv međusobni položaj molekula). Tečnosti imaju moć razlivanja. 
Molekuli gasa mogu da se kreću slobodno, jer su međumolekulske sile kod gasova gotovo zanemarljive. Otuda gasovi uvek ispunjavaju celokupnu zapreminu suda u kojem se nalaze, nemaju ni stalan oblik ni stalnu zapreminu. Gasovi imaju moć ekspanzije (širenja). 
Svaka supstanca može se naći u sva tri agregatna stanja, ako se ispune neophodni uslovi pritiska i temperature. Tako vodonik prelazi u tečno stanje na temperaturi -253 stepena Celzijusa, dok očršćava na temperaturi od -259 stepeni Celzijusa. Gvožđe se topi na temperaturi od 1538 stepeni Celzijusa a ključa na 2862 stepena Celzijusa. Jedini izuzetak je helijum, koji na dosada postignutim temperaturama nije preveden u čvrsto stanje.