Опытным обоснованием существования промежутков между молекулами является

Диффузия 
Диффузия - взаимное проникновение молекул соприкасающихся веществ. При диффузии молекулы одного тела, находясь в непрерывном движении, проникают в промежутки между молекулами другого соприкасающегося с ним тела и распространяются между ними. Диффузия проявляется во всех телах - в газах, жидкостях и твердых телах, - но в разной степени. 

Это может быть диффузия (иначе не происходило бы смешивание веществ)
Это может быть изменение объема при нагревании и охлаждении
Это может быть изменение объема при сжатии и расширении