本书介绍了物质的微观结构（如分子、原子与原子核）及其规律，介绍了三种物质形态的规律，还热学遵循的规律，如热力学第一、二、三定律，最后介绍了波粒二象性。
第一章分子动理论，要回答物质的是由什么组成的，分子的大小、高中测量分子大小的方式，物质以及分子运动所遵循的统计学规律。
第一节 物质是由大量分子组成的
物质由分子组成（当然也有原子或离子组成的，如金属与盐类），分子大小用直径表示，通常数量级为10的负10次方，如水分子是4.0乘以10的负10次方，氢分子是2.3乘以10的负10次方，一般前面的数字不同。如此小的分子，可以用扫描隧道显微镜观察，它能放大上亿倍。
高中如何粗略测量分子的直径呢？采用油膜法测油酸分子的大小，书上详细介绍了原理、实验步骤与采用的方法——用宏观体积、面积测量微观的分子直径。
什么是阿伏伽德罗常数？既然是常数，是关于什么的常数，是多大呢？它是1摩尔微粒的数量，大小为6.02乘以10的23次方，不管气体、液体还是固体，1摩尔的粒子数是一样的。引入它有什么意义呢？我们可以根据它将宏观量如摩尔质量、体积与微观量分子的质量、体积联系起来，从而进行热现象的定量研究。
在分子动理论的内容中，涉及到哪些科学家呢？英国科学家在1800年左右提出原子理论，即同一种原子性质相同，不同原子性质不同，且原子在化学反应中，保持不变。阿伏伽德罗提出分子结构，并得出用它命名的常数。
第二节 分子热运动与分子力
扩散的定义、证据与说明的结论：分子由于不断运动而产生的物质迁移的现象称为扩散。扩散可以发生在气体、液体与固体中，如进入厨房闻到香味、滴红墨水进入水杯一会整个杯子变红、贴在一起的金属放久后会互相进入对方。扩散运动说明了分子在不停地做运动，是做无规则运动吗？
布朗运动的定义、证据与说明的结论：把悬浮在液体或气体中的微粒做无规则运动叫作布朗运动。植物学家布朗在显微镜下发现花粉微粒在液体中的无规则运动，我们也可以在显微镜下观察碳粒在水中的无规则运动。爱因斯坦的解释，布朗运动是大量液体分子对悬浮粒子不平衡的撞击产生的，是液体分子不停做无规则运动的结果，布朗运动间接反映了液体分子不停做无规则运动。
两种运动的异同：前一个现象说明分子不停做无规则运动，是直接的证明，后一个间接的证明。热运动的定义：实现表明，不管是扩散运动，还是布朗运动，当温度越高时，运动越剧烈，温度是分子运动剧烈程度的标志，所以分子的无规则运动也叫热运动。
具有挥发性的液体或固体，如酒精、樟脑丸，一段时间后就没了，好像很容易掰开它们，可是当它们是液体或固体的时候，却很难掰开，这说明什么呢？说明它们的分子具有引力。
分子引力：书上介绍了两个光滑的金属切面粘贴在一起，甚至需要力才能拉开的实验。这个实验需要光滑，还需要压紧，两个金属物块就像具有引力一样，这是一种什么力呢？不是什么其他的粘合力吗？书上介绍是分子的引力，学生会问，这样粘贴就达到了分子产生引力的距离吗？不会看起来距离很小，实际距离很大吗？因为分子产生引力的距离也要10的负10次方啊！学生困惑就在于此。当然，分子间还存在斥力，分子斥力的存在就使得物质很难压缩。疑问：一片饼干容易掰开，说明固体分子引力很小吗？
斥力与引力同时存在，它们都随分子间距离的增大而减小，分子力是它们的合力，当距离等于平衡位置时，两个力相等，分子力为0，此时物体固态还是液态呢？如果是固态，说明引力发挥作用，斥力也发挥作用啊！主要还是液态，固态斥力更大，液态两个力机会平衡，但也很难撕开或压缩。当距离小于平衡距离，表现为斥力，当距离大于平衡，表现为引力，当为10的平衡距离时，引力也消失了，比如气体。
分子力的本质是什么？分子里面是原子，原子里面是带负电的电子与带正电的质子，所以分子力的本质是一种电磁力。自然界的四种作用力，分别是强相互作用力（如原子核里的质子与中子，是结合成原子核的里）、电磁作用力（如静电力、安培力、洛伦兹力等，其大小次于强作用力）、万有引力与弱相互作用力。分子力动理论的内容，就包含第一节与第二节的分子观点。
第三节 气体分子运动的统计学规律
统计规律：大量随机事件整体表现出的规律，其表现出事件的整体的必然性。
标准状态：温度是0摄氏度，大气压强为一个大气压，即10的5次方帕。这决定气体分子的密度。
分子沿各个方向的概率相等：单个分子由于频繁的碰撞，其某一时刻运动的速度大小与方向是随机的，但大量分子整体来说，即宏观上讲，在任一时刻，沿任一个方向，分子数目是相等的，即分子表现出沿各个方向运动概率相等，这是统计的结果。
分子速率按一定的统计规律分布：单个分子的速率有大有小，是随机的，大量分子整体的速率遵从一定的统计规律，那就是一定温度下，不同速率范围的分子数在分子总数中的比值是一定的，表现出中间速率范围的占比大，两端速率范围的占比小，呈现正态分布，同时温度越高，占比的最大值往速度大的范围偏移，平均速率比较大。速率分布图所围成的面积表示各个速率区间分子数占分子总数的比值，其结果为1.
分子的速率分布是大量分子统计的结果，其由麦克斯韦推导出，并由玻尔兹曼不断完善。
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