物質是什麼？
通常而言，物質是占據空間且有質量的一切事物。也就是說，物質和能量、光、聲是有明顯區別的，因為後三者不具備上述兩種性質。
物質的結構
在最基本的層面上，物質是由基本粒子組成的，例如誇克和電子。基本粒子組成原子，原子在某些情況下可以鍵合成分子。物質的性質由組成它們的原子種類決定。如果原子或分子間的鍵足夠強，則這種物質在室溫下就可形成固體；反之，如果鍵比較弱，則形成液體或氣體。
基本粒子
被稱為誇克的基本粒子組成了原子核中的質子和中子，而膠子則負責把原子核中的誇克膠黏在一起。因此， 電子、誇克和膠子共同組成所有已知物質。
原子：原子由包含質子和中子的原子核和繞核旋轉的電子組成素的原子有不同的核內質子數。
分子：分子可以由不同的原子組成，例如水分子由兩個氫原子和一個氧原子組成；分子也可以由相同的原子組成，例如氧氣分子由兩個氧原子組成。
物質的狀態
日常生活中遇到的物質狀態主要有固體、液體和氣體。此外，當物質處於極冷或極熱環境時，也存在一些非常規的物質狀態。物質可以在不同的狀態之間互相轉換，這取決於它們能獲得多少能量以及構成它們的原子或分子間的鍵有多強。例如，鋁的熔點比銅低，這是由於鋁原子間的鍵較弱。
固體：固體中的原子或分子被較強的鍵固定住，形成一種牢固的結構。粒子不能隨意移動， 因此固體觸感堅硬，並且可以保持它們的形狀。
液體：液體中的原子或分子間的鍵較弱， 因此，粒子可以在周圍移動。這意味著液體可以流動，但同時粒子又緊密堆積，不能被壓縮。
混合物和化合物
原子有成千上萬種不同的結合方式，從而構成不同的物質。當原子以化學方式鍵合在一起時構成化合物。例如，水就是由氧原子和氫原子構成的化合物。然而，很多原子和分子不容易與其他原子和分子成鍵，因此它們之間的結合並不產生化學變化，我們將這種結合的產物稱為混合物。典型的混合物有沙子和鹽等。空氣是一種氣體混合物。
混合物：在混合物中，原有物質的化學性質不發生改變，因此混合物可以通過物理的方式進行分離， 例如分篩、過濾或蒸餾。
化合物：當原子或分子發生反應時，它們形成新的化合物。化合物不能通過物理性分離回到原來的形式，分離它們需要破壞化學鍵。
質量守恆
通常，在大部分化學反應和物理變化過程中（例如蠟燭燃燒），產物的質量和反應物的質量相等，物質不增不減。然而，在某些極端條件下，這一質量守恆定律可以被打破，例如核聚變反應（參見第37頁）中質量就轉變成了能量。
高溫狀態和低溫狀態
高溫狀態時，氣體原子可以分裂為離子（參見第40 頁）和電子，從而形成導電的等離子體。低溫狀態時， 物質的性質可以發生劇烈改變，形成玻色-愛因斯坦凝聚體（參見第22頁），在該狀態下，原子變得很奇異，它們的集體行為就像一個單原子一樣。
