Lorsque les atomes gagnent de l'énergie, les électrons sautent vers des orbites plus élevées et l'atome entier se déplace plus énergiquement. À des niveaux d'énergie définis, l'atome change l'état physique de la matière de solide à liquide à gazeux à plasma .
L'atome dans son ensemble ne gagne pas d'énergie ; toute l'énergie est stockée dans les électrons, qui gravitent autour du noyau dans des coquilles. Les électrons excités ou excités se déplacent d'une coquille à l'autre, perturbant la structure cristalline des solides, la structure la moins énergétique, et permettant aux atomes de circuler librement à l'état liquide. Cet état liquide n'est pas facilement compressible, car il conserve toujours un contact étroit entre les atomes. Lorsqu'un atome gagne plus d'énergie, il devient un gaz qui, contrairement à un liquide, peut être comprimé.
Dans le quatrième état de la matière, le plasma, les électrons de l'atome gazeux deviennent si énergétiques qu'ils échappent entièrement à l'atome. Cet état chaud de la matière est entièrement composé d'électrons libres et d'ions énergétiques. Les propriétés uniques des plasmas ont conduit au développement de téléviseurs à plasma, et les chercheurs étudient les possibilités d'utiliser l'hydrogène plasmatique, un champ d'électrons libres et de protons nus, dans les réacteurs de fusion nucléaire pour créer des sources d'énergie propres et abondantes.
