對於物質所存在的狀態，就目前所知的可以分為固態、液態、氣態、等離子態、超臨界態、超固態、中子態這七種。這七種狀態中，除了固、液、氣外加火的等離子態外，其餘的離我們的生活太過遙遠了，因此我們只說離生活最近的固態、液態、氣態這三種態。
火的等離子態
要說物質最常見的這三種狀態，其實最好的例子就是水。在一個標準大氣壓下，水在0℃以下呈固態，而在0℃-100℃之間呈液態，在100℃及100℃以上成氣態。那為什麼水能在不同的溫度下進行狀態的切換？對於這個問題，很多人能給出的一個答案必然就是熱量。在冰的狀態下給它熱量，它會化成水，而在水的狀態下再給它熱量，它還會再化成氣，相反，如果你從水汽中抽取出熱量，也就是給水蒸汽降溫，它就又會化成水，如果還要再抽，水就有可能再結成冰。很多人可能就會說了，你這不是廢話嗎？誰不知道？但是其實我想從中引出的一個問題是：
為什麼要在0℃及0℃以上才會化成水？為什麼水在達到了100℃之後，溫度就沒辦法再升上去了？那再給水加熱的能量跑去哪裡了？而又為什麼水在化成水蒸氣之後，溫度又可以繼續升了呢？
很多東西，宏觀所表現出來的問題，其實正是微觀世界在作用的結果，而對於水這種大家習以為常，可卻依然有很多人不知其所以的問題，我們最需要去了解的就是水分子的微觀世界到底是怎麼樣的。
水分子
水是由一個氧原子跟兩個氫原子結合成的極性分子組成的，然後在一個水分子中，氧原子上的電子與兩個氫原子上的電子形成了供價電子對。如果我們之前對水分子一無所知的話，那我們必然會認為與氧原子結合的兩個氫原子，它們應該是會對稱地分佈在氧原子的兩邊的，因為根據日常經驗我們可以很輕易地得出，萬物只有處在平衡的狀態中才是最穩定的。可惜我們的經驗錯了，實際上兩個氫原子一同歪向了氧原子的一邊，而並不是像我們常規所認為的那樣最有可能對稱地“沾附”在氧原子兩邊的。
由於兩個氫原子的電子都與氧原子共用了，氫原子中質子的正電性在某種程度上被電子的負電性中和抑制的程度也就減弱了，因此這時候氫原子在背對氧原子的那一邊就呈現出了正電性，而相對應的氧原子沒有氫沾附的一側則因更多電子的裸露而呈現出負電性。
氫鍵水分子
依照經驗可以得知，冰的本身能量低，即是溫度低，然後相應的水分子所具備的平均動能也就高不到哪裡去，這時在冰中的水分子因沒有多少的能量提供而難以大範圍的活動。同時，水分子中的正電部分會跟負電的部分互相吸引形成電極鍵，也即是氫鍵，然後這些氫鍵會使得各個水分子之間存在著你吸引我，我吸引你的情況。在低於0℃的環境下，水分子沒能力掙脫這些氫鍵所構建起來的分子晶體結構，因此水也就形成了一種固定的狀態，也即是固態。
水分子因平均動能低，沒辦法掙脫分子間所構建起來的晶體架構的束縛，這時如果我們給冰加熱呢？那麼它們會產生什麼樣的變化？
冰塊
冰的溫度有零下50℃，有零下20℃，也有零下5℃，但無論怎麼樣，只要是零下的溫度，那都是冰的狀態，那麼我們在給冰加熱，使其從零下50℃升至零下20℃，零下5℃的過程中，冰除了溫度沒有變化外，它內部的水分子會有什麼變化？
水分子根據熱量而動，熱量越大，水分子所獲得的動能也就越大，但我們將冰的溫度從零下50℃升至0℃，甚至是0℃以上的過程中，水分子會擁有越來越大的可擺脫冰的狀態下所搭建起來的晶體架構，當溫度達到了0℃以上的時候，水分子就完全擁有了可脫離氫鍵所搭建起來的晶體架構的能力，然後成為一種“亞自由”的水分子。為什麼說這時候的水分子是“亞自由”的呢？
水
冰化成水，水分子由被氫鍵完全束縛的狀態變為不完全束縛，這是由於水分子的動能雖然可以掙脫晶體構架的能力，但水分子的氫鍵依舊還在，它們依舊在影響著水分子的活動。換句話說，冰化成水的本質只是因為水分子的活躍能力過大而使得氫鍵所搭建出來的晶體架構出現了徹底的崩塌了而已，但是電極鍵並沒有消失。沒有消失的氫鍵依舊使水分子互相吸引著，這才形成了我們所認知的這種水的狀態。
水在沒有達到沸點的情況下是可以加熱讓其不斷升溫的，而我們知道，溫度的本質其實就是分子的熱運動，我們給水加熱讓其升溫，這並不難看得出來是水分子的熱運動加快了的緣故，可是前面說過的一個問題就是，為什麼我們將水加熱到100℃後，水的溫度就沒辦法再升上去了呢？難道是水分子的運動速度已經達到了極限？還是我們用來給水加熱的能量全部被水拿來蒸發了？
沸騰的水
沒錯，繼續給水加熱的能量大都被水拿來蒸發自己了。水在100℃的時候會快速地蒸發形成水蒸氣，即水由液態變為氣態的一種轉化，而對於氣態的水分子來說，分子與分子之間的距離是非常遙遠的，它們彼此之間不會再受到任何其他分子的影響（此處自動忽略什麼其他亂七八糟的分子，什麼引力等牛角尖的問題），當然也就不會再受到其他分子的電極性的影響。但是我們知道，水分子在液態的情況下，電極性是存在著的，它們依舊在影響著水分子的運動。因此，水分子要像掙脫其他的分子的影響，掙脫電極性的存在，那麼它們就必需要擁有更大的能量來打破這些電極性的存在。
所以說水沒辦法在沸點以後再繼續升溫是因為這時候的水分子要蓄能，而它們蓄能的目的就是用來打破它們同類之間的氫鍵，讓它們一個個有能力完全地從這電極鍵的束縛中掙脫出來，最終形成一個完全自由的水分子。完全自由的水分子，它們的活動不再受到約束，因此這時候的它們要是再受熱的話，它們就會隨心所欲地快速到處竄，最終使溫度再毫無節制地升上去。
