Stan stały to stan skupienia charakteryzujący się brakiem wolności między cząsteczkami lub jonami ( na przykład metalami ).
Makroskopowe kryteria materii w stanie stałym to:
Jeśli ciało stałe jest mocne, to dzięki wiązaniom między atomami, jonami lub cząsteczkami, które tworzą ciało stałe.
Niektóre ciała stałe powstają z kilku rodzajów wiązań.
Niektóre przykłady, piryt ma częściowo kowalencyjne i częściowo metaliczne wiązania między żelazem i siarką .
W wielu skałach i szkłach występują częściowo wiązania kowalencyjne, a częściowo jonowe, jak w przypadku krzemianów , fosforanów lub siarczanów , z wiązaniami jonowymi między anionami a kationami sodu , potasu , magnezu i wapnia .
Struktura papieru wynika z istnienia wiązań kowalencyjnych we włóknach celulozowych oraz wiązań wodorowych między włóknami. Włókna te mogą się rozdzielać w wodzie, ponieważ te wiązania wodorowe tworzą się raczej z wodą niż z sąsiednimi włóknami.
Wiele polimerów, takich jak polietylen lub politetrafluoroetylen, ma wiązania kowalencyjne między atomami węgla w swoich łańcuchach, ale wiązania van der Waalsa między łańcuchami. Polietylen jest materiałem termoplastycznym , ponieważ podczas formowania na gorąco łańcuchy łatwo przesuwają się między nimi w formie.
Nie należy jednak uważać ciała stałego za zamrożony stan materii, ponieważ atomy wibrują wokół ich pozycji równowagi. Wraz z temperaturą wibracje te narastają do punktu zerwania wiązań podczas stapiania , sublimacji lub pirolizy ciała stałego.
Ciała stałe mają małą rozszerzalność i niską ściśliwość .
Większość ciał stałych to kryształy. Atomy kryształu są rozmieszczone w przestrzeni w regularny i uporządkowany sposób. Odległości międzyatomowe pozostają stałe, mówimy o porządku na dużych odległościach. I odwrotnie, niektóre ciała stałe, takie jak szkło, są amorficzne i nie mają porządku z dużej odległości.