集群
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集群原子和分子是通常在正常条件下遇到的最小形式的物质，从这个意义上说，它们是物质世界的基本组成部分。有一些现象，如闪电和其他类型的放电，可以观察到自由电子，但这些都是例外情况。它当然是在它的气态物质是在原子或分子水平上遇到的;在气体中分子是一个独立的实体，只是偶尔和另一个分子或一个限制墙发生短暂的碰撞。
与气体的自由分子特性相反物质的冷凝相，如液体、结晶固体和玻璃，其性质取决于它们之间的恒定距离组成原子。分子特性的程度成分在这些物质的凝聚形式中保持着很大的差异。弱结合的固体，如固体二氧化碳（干冰)，或液体对应的，如液体空气或液态氮，由分子组成，其性质与相同分子在气态时的性质仅略有不同;这些固体或液体仅仅是分子紧密地堆积在一起，可以经常接触。这些被称为范德华斯这个词以荷兰物理学家约翰尼斯·d·范德华斯(Johannes D. van der Waals)的名字命名，他描述了在足够冷的情况下，只有微弱的力才能把这些材料结合在一起。在其他固体中，如金刚石、石墨、硅或石英，单个原子保持其身份，但在其结构中没有可识别的分子。组成原子之间的力大致与组成大多数常见物质的强结合共价分子中把原子束缚在一起的力一样强。带负电的电子就像“胶水”一样，把带正电的原子核粘在一起，或多或少地局限在与它们有关的所谓母基原子核附近;它们不能自由地在整个固体或液体中漫游。这些材料据说是共价结合是电绝缘体。它们最好被描述为由共价键连接在一起的中性原子，本质上是一个巨大的分子。
在凝聚态中发现的另一种键由氯化钠它是由正离子钠离子(Na+)和负氯离子(Cl-)．这样的离子化合物由带相反电荷的离子相互吸引而结合在一起;由于它们所处的位置，这些吸引力比带类似电荷的离子的排斥力更强。离子晶体中的每个离子周围都有相对的最近的邻居负责．其结果是，离子化合物的结合能很大，与强结合共价物质的结合能相当。
金属结合剂是凝聚态物质中发现的另一种类型的结合。在正电荷原子核之间移动的电子(也就是说,原子核加上内壳层(紧密结合的电子)形成一个电子云;正核和构成云的负电荷之间的吸引力将金属聚集在一起。金属与共价键合绝缘体的不同之处在于，那些电子负责凝聚力的金属在金属中自由运动，只要额外加一点点能源．例如，在的影响下电场当铜线的两端连接到电池的两端时，电子在铜线中从与电池负极相连的一端移动到与电池正极相连的一端。施加于金属上的电场会产生电场电流，但同样的电场作用于共价绝缘体则不会(见下文)与其他物质形式的比较)．金属中电子和原子核之间的净结合力与将离子化合物结合在一起的结合力相当。
如上所述，液体构成浓缩的或密集的阶段但它们的原子排列不同于固体。在液体中，构成液体的原子之间的距离只比在固体中稍微远一点，但这一微小的差异足以使构成液体的原子或分子四处移动，并呈现出各种几何形状。同一种类的原子可以交换位置，可以通过称为随机游走的过程在液体中漫游扩散．一般来说，能形成固体的材料也能形成液体，但有些材料，如二氧化碳，只有在超压下才能进入液体状态。至少一种物质，氦，可以形成液体，而没有已知的固体形式。
形成固体和液体的材料可以表现出另一种形式，一种可能是固体或液体，但其性质与本体有些不同。这是一种由极小的粒子组成的物质，这些粒子被称为星系团。集群聚合的原子、分子或离子在外力作用下结合在一起的批量问题；由于它们的制备方式，至少在实验过程中，粒子团仍然是微小的粒子。聚集在一起的是范德华力离子力，共价键，金属键。尽管结合星团和大块物质的力是相似的，但星团的一个迷人之处在于它们的性质不同于相应的大块物质;那特征通过研究如何随着组成粒子数量的增加，集群的性质演变为大块物质的性质，提供了了解大块物质性质的机会。例如，一个由20或30个原子组成的簇通常有一个熔点远低于相应体积。团簇的电学性质在某些情况下也不同于本体物质:只有几个汞原子的团簇是绝缘体，由弱范德华力连接在一起，但数百个汞原子的团簇是金属的。星系团提出的难题之一是小星系团的性质如何随着大小演变成大体积物质的性质。