Katı hal a, maddenin durumu arasındaki serbestlik olmaması ile karakterize edilen molekül ya da iyonlar ( metallerin örneğin).
Katı haldeki maddenin makroskopik kriterleri şunlardır:
Katı bir nesne sertse, katıyı oluşturan atomlar, iyonlar veya moleküller arasındaki bağlar sayesindedir.
Bazı katılar birkaç çeşit bağdan kaynaklanır.
Bazı örnekler, piritin demir ve kükürt arasında kısmen kovalent ve kısmen metalik bağları vardır .
Birçok kaya ve camda, anyonlar ile sodyum , potasyum , magnezyum ve kalsiyum katyonları arasında iyonik bağlarla silikatlarda , fosfatlarda veya sülfatlarda olduğu gibi kısmen kovalent ve kısmen iyonik bağlar vardır .
Kağıdın yapısı selüloz liflerinde kovalent bağların ve lifler arasındaki hidrojen bağlarının varlığından kaynaklanmaktadır . Bu lifler suda ayrılabilir çünkü bu hidrojen bağları, komşu liflerden ziyade tercihen suyla oluşur.
Polietilen veya politetrafloroetilen gibi birçok polimer , zincirlerindeki karbon atomları arasında kovalent bağlara sahiptir, ancak zincirler arasında van der Waals bağları vardır. Polietilen termoplastik bir malzemedir çünkü sıcak kalıplama sırasında zincirler kalıp içinde aralarında kolayca kayar.
Bununla birlikte, katı, maddenin donmuş hali olarak düşünülmemelidir çünkü atomlar denge pozisyonları etrafında titreşirler. Sıcaklıkla birlikte bu titreşimler , katının füzyonu , süblimleşmesi veya pirolizi sırasında bağların kopma noktasına kadar yükselir .
Katılar, düşük genleşmeye ve düşük sıkıştırılabilirliğe sahiptir .
Katıların çoğu kristaldir. Bir kristalin atomları, düzenli ve düzenli bir şekilde uzayda düzenlenmiştir. Atomlar arası mesafeler sabit kalıyor, büyük mesafeden düzenden bahsediyoruz. Bunun aksine, gibi bazı katı cam olan amorf ve büyük bir mesafe bir sırası vardır.