Medžiagos sandara. Mus supantieji daiktai susideda iš medžiagų, turinčių skirtingas savybes. Žinodami šias savybes, galėsime teisingai spręsti praktinius klausimus, kylančius, gaminant ir eksploatuojant Įvairių mechanizmų, prietaisų, įrankių detales.Medžiagos savybės priklauso nuo jos vidinės sandaros. Medžiaga sudaryta iš daugybės labai mažų judančių dalelių, kurios susideda iš be galo mažų atomų. Kiekvienas atomas savo ruožtu sudarytas iš branduolio ir skriejančių aplink j j elektronų. Atomo branduolio struktūra labai sudėtinga. Jis susideda iš smulkiausių dalelių, kurių pagrindinės yra teigiamai įelektrinti protonai ir neutralūs (neturintieji elektros krūvio) neutronai.Milžiniškas mokslo pasiekimas yra tai, kad mokslininkai išmoko suskaidyti atomo branduolį. Skaidant branduolį, išsiskiria didžiulė energija, vadinama atomine energija. Si energijos rūšis naudojama atominėse elektrinėse, gaminančiose elektros energiją; atominė energija varo laivus, suka elektrinių įrengimus ir kt.
Cheminiai elementai. Cheminiai elementai — tai atomų su vienodu branduolio krūviu visuma. Šiuo metu žinomi 104 elementai. Iš jų 83 yra metalai (geležis, varis, aliuminis ir kt.) ir 21 — nemetalai (deguonis, fosforas, silicis, anglis ir kt.). Labiausiai gamtoje paplitę deguonis ir silicis.
Paprastosios ir sudėtinės medžiagos. Atomai gali egzistuoti vieni arba grupuotis į molekules. Susijungę atomai ar molekulės sudaro įvairiausias medžiagas. Visos medžiagos skirstomos į paprastąsias ir sudėtines. Paprastosios medžiagos (geležis, varis, deguonis ir kt.) susideda iš vieno elemento atomų arba molekulių. Sudėtinės medžiagos (plienas, žalvaris, anglies dioksidas ir kt.) sudarytos iš kelių elementų atomų junginių. Sudėtinių medžiagų yra daugiau, negu paprastųjų.Medžiagos gali būti dujiniame, skystame ir kietame būvyje.Atsižvelgiant į vidinę struktūrą, visos kietosios medžiagos skirstomos į amorfines ir kristalines. Amorfinėms medžiagoms (stiklas, vaškas, ebonitas ir kt.) būdingas netvarkingas atomų ir molekulių išsidėstymas, o kristalinėse medžiagose atomai išsidėstę tam tikra tvarka. Visi metalai ir jų lydiniai — kristalinės medžiagos.
Alotropija. Kai kurių paprastųjų medžiagų atomai gali būti išsidėstę dvejopai arba keleriopai. Dėl to tokios medžiagos gali įlirėti skirtingas savybes. Pavyzdžiui, deimantas — kieta medžiaga, o grafitas — minkšta. Jie sudaryti iš tų pačių anglies atomu, tačiau jų išsidėstymas deimante ir grafite skirtingas. Toks reiškinys, kai medžiagos, susidedančios iš to paties elemento, turi skirtingas savybes, vadinamas, alotropija.Tam tikromis sąlygomis geležis ir kai kurie kiti metalai gali alotropiškai keistis kietame būvyje. Pavyzdžiui, kietos geležies struktūra 1400° ‘ temperatūroje pasikeičia, o 910° ji atgauna pirmykštę struktūrą. Vykstant šiems pasikeitimams, keičiasi geležies sugebėjimas tirpinti savyje anglį. Žemesnėje negu 768° temperatūroje geležis turi magnetinių savybių, o aukštesnėje negu 768° temperatūroje, nežymiai pasikeitus jos vidinei struk-turai, geležies magnetinės savybės išnyksta. Taigi, metalų ir lydinių savybės priklauso nuo jų vidinės sandaros, t. y. atomų tarpusavio išsidėstymo. Pirmą kartą šią išvadą priėjo vienas iš metalų mokslo pradininkų.