سنتطرق في هذا البحث عن المواد السائلة و الصلبة فقط. وهناك حالة رابعة البلازما تظهر في ظروف معينة وتتكون في شكل أيونات ، فنجدها في البرق و اللحام بالبلازما وفي شفق قطبي وكثير منها في الفضاء الخارجي، مثلما في الشمس و النجوم فهي كلها من "البلازما" ، أي جسيمات أولية وأيونات. وهناك بضعة حالات أخرى غير موجودة في الطبيعة وتم إنتاجها في المختبرات فقط، ومنها "السائل فائق الميوعة" و"كثافة بوز-آينشتاين". يُسمى تحول المادة السائلة إلى الصلبة "التجمد" (وهذا ليس اسماً خاصاً بتجمد الماء)، ويسمى تحول المادة الصلبة إلى سائلة "الانصهار"، وأيضاً يُمكن أن تتحول إلى غاز مباشرة دون المرور بالحالة السائلة وهذا يسمى "التسامي"، أما تحول المادة السائلة إلى غازية فيسمى التبخر. أما البلازما فلا توجد تسميات شائعة لتغيرها. الحالة الصلبة الذرّات في المادة الصلبة تكون مترابطة وقريبة جداً، بحيث لا يُمكن تحريكها بسهولة، وهذا ما يجعلها صلبة. ولكن مع ذلك، الذرات في المادة الصلبة تتحرك باستمرار حتى لو لم يكن ذلك واضحاً، حيث أنها تهتز بشكل مستمر. ومن المُمكن معرفة ما إذا كانت المادة صلبة بمعاينة ما إذا كان لها شكل مُحدد، ففي حال كان لها شكل مُحدد لا يُمكن تغييره بسهولة فهي صلبة.
مقدمه: تغير اعتقاد الإنسان كثيرا عبر العصور حول هذا تركيب المادة حيث ساد لدى فلاسفة الإغريق الاعتقاد بأن جميع العناصر الطبيعية تتكون من أربعة عناصر أساسية هي "التراب" و"الماء" و"الهواء" و"النار"، ولاحقاً أضيف إليها الأثير. وساد هذا الاعتقاد حتى العصورالوسطى إلى أن تم اكتشاف العناصر الكيميائية وتكونها من تجمع الذرّات بروابط كميائية. وساد في فترة ما الاعتقاد بأن الذرة هي أصغر شيء الوجود وأنها لا تتجزأ، إلى أن اكتشف أن الذرة تتكون من نواة تحتوي علي عدد من البروتونات (جسيمات موجبة الشحنة) والنيوترونات (جسيمات متعادلة الشحنة) وتدور حولها إلكترونات (جسيمات سالبة الشحنة). واكتشف بعد ذلك أن تلك الجسيمات (باستثناء الإلكترون لأنه يصنف حالياً ضمن الجسيمات الأولية) تتكوّن بدورها من كواركات، وأن الكواركات واللبتونات هي الجسيمات الأساسية المكوّنة للمادة (لكن كون الكواركات واللبتونات أجساماً لا تتجزأ ولا تتكون من شيء – بل هي وحدة البناء الأصغر للمادة – يظل نظرية غير مثبتة). المواد السائلة والمواد الصلبة توجد أربعة حالات رئيسية معروفة من المادة، ثلاثة منها موجودة في الطبيعة على كوكب الأرض، وهي "الصلبة" و"السائلة" و"الغازية".
واعتمادًا على نوع المادة والظروف التي أنشئت فيها، يمكن أن تصنف الذرات إما إلى ذرات ذات نمط هندسي منتظم ( المواد الصلبة البلورية ، والتي تشمل على سبيل المثال المعادن والجليد المصنوع من الماء العادي) أو ذرات ذات نمط غير منتظم (المواد الصلبة غير البلورية، مثل زجاج النوافذ المستخدم في المنازل). القسم الأكبر من علم فيزياء الجوامد والأبحاث فيه تتمحور حول البلورات ، يرجع هذا بنسبة كبيرة إلى أن تواتر الذرة في البلورة (التواتر (periodicity) هو خاصية مميزة للذرة) يسهل النمذجة الرياضية، أيضًا من أسباب تركز الأبحاث على البلورات أن المواد البلورية لها غالبًا خواص كهربية ، أو بصرية ، أو ميكانيكية ، أو مغناطيسية يمكن استغلالها لأغرض هندسية. القوى بين الذرات في البلورة يمكن أن تتخذ أشكالاً متعددة. على سبيل المثال، في بلورة كلوريد الصوديوم ( ملح الطعام)، تتكون البلورة من أيونات صوديوم وكلور مرتبطة معًا بروبط أيونية. وفي حالات أخرى تشارك الذرات الإلكترونات وتكون روابط تساهمية. في المعادن، تُتَشَارَك الإلكترونات في كامل البلورة في رابطة فلزية. أما الغازات الخاملة فلا تخضع لأي نوع من هذه الروابط. في الحالة الصلبة، الغازات الخاملة تترابط عن طريق قوى فان در فالس المتكونة من استقطاب سحابة الشحنات الكهربية في كل ذرة.
مثل ارتفاع درجات الحرارة في بعض الأحيان مطلوبة للحث على نشر المتفاعلة، ولكن هذا يعتمد بشدة على النظام درس. بعض ردود الفعل الحالة الصلبة الشروع فعلًا في درجات حرارة منخفضة تصل إلى 100 درجة مئوية. تذويب [ عدل] كثيرًا ما يستخدم أسلوب واحد هو تذوب في الإشابة معًا وثم بعد ذلك أنيل المصهور الصلب. إذا الاشابة متقلبة ويشارك المتفاعلة كثيرًا ما توضع في الأنابيب التي يتم إخلاؤها -غالباً مع إبقاء المخلوط المعدية الباردة مثل طريق الحفاظ على الجزء السفلي من الأنابيب في النتروجين السائل- وثم أغلقت. ثم وضع في فرن الأنابيب مختومة ونظرًا لمعاملة معينة في الحرارة. اسلوب الحل [ عدل] من الممكن استخدام المذيبات لتحضير المواد الصلبة بهطول الأمطار أو بواسطة التبخر. في بعض الأحيان المذيب يستخدم مصطلح، أي تحت ضغط عند درجات حرارة أعلى من نقطة الغليان العادي. تباين حول هذا الموضوع هو استخدام أساليب التمويه، المكان الذي تمت إضافته إلى الخليط لتعمل كمادة مذيبة ارتفاع في درجة حرارة يمكن أن تجري فيها رد الفعل المطلوب ملح نقطة انصهار منخفضة نسبيا. التفاعلات الغازية [ عدل] يتفاعل العديد من المواد الصلبة بسهولة مع أنواع الغازات التفاعلية مثل الكلور ، اليود المتسامي ، والأكسجين وغيرها.