La solidificación ocurre cuando el estado líquido es transformado en estado sólido. Ese fenómeno puede suceder a través de la refrigeración. El hielo es un ejemplo sencillo resultado del proceso de solidificación: el agua introducida en su estado líquido en un congelado obtiene su enfriamiento y alcanza un estado sólido.
La solidificación es la transformación física de una sustancia exotérmica que, después de perder calor, las fuerzas de repulsión intermoleculares del estado sólido disminuyen hasta volverse próximas a las fuerzas de atracción, es decir, el grado de movimiento de partículas disminuye hasta que el poco potencial pierde energía y alcanza un radio medio que no permita el flujo de partículas.
Es cuando aparecen los ‘gérmenes de nucleación’, que son pequeños cristales en torno a los cuales se irán a agregar las partículas, compactándolas de cierta forma; a partir de ahí, en el caso de tratarse de un cristal de sustancia pura o de mezcla eutéctica (ebullición variable), la temperatura se mantendrá constante y apenas habrá formación del estado sólido gradualmente. Es decir, la energía extraída en esta fase será íntegramente destinada a aumentar la energía potencial y no más a disminuir la energía cinética.
Para que la solidificación suceda, la energía extraída del sistema debería ser lo suficientemente grande para suministrar una variación positiva de la energía potencial y, en el caso de aquellas sin fusión constante, una variación negativa de la energía cinética de las moléculas capaz de fortalecer la atracción electrostática de unas sobre otras, permitiendo una pequeña distancia frente a las dimensiones de las partículas, dentro de ciertos límites, lo cual corresponde a la propiedad de la solidez, sin que las partículas salgan de sus posicionas relativas unas a otras.
Conceptualmente, esta pérdida de energía debe ser igual al calor latente de solidificación (concepto introducido por Joseph Black (1728-1799)).
Generalmente, la fusión se produce cuando toda la extensión de una sustancia pasa del estado líquido al sólido, manteniéndose la temperatura constante o dentro de un nivel, de tal que, al final, las moléculas estén fuertemente atraídas y/o extremadamente próximas, no siendo capaces de asumir diferentes posiciones relativas entre ellas.
