Stany materii: ciało stałe, ciecz, gaz i plazma

Materia występuje w czterech stanach: ciała stałe, ciecze, gazyi plazma. Często stan materii substancji można zmienić, dodając lub usuwając z niej energię cieplną. Na przykład dodanie ciepła może stopić lód w ciekłą wodę i zamienić wodę w parę.

Słowo „materia” odnosi się do wszystkiego we wszechświecie, który ma masę i zajmuje przestrzeń. Cała materia składa się z atomów pierwiastków. Czasami atomy wiążą się ściśle, a innym razem są szeroko rozproszone.

Stany materii są ogólnie opisywane na podstawie cech, które można zobaczyć lub poczuć. Materia, która jest trudna i utrzymuje stały kształt, nazywa się bryłą; materia, która jest wilgotna i zachowuje swoją objętość, ale nie ma kształtu, nazywa się cieczą. Materia który może zmieniać zarówno kształt, jak i objętość, nazywa się gazem.

Niektóre wprowadzające teksty chemiczne opisują ciała stałe, ciecze i gazy jako trzy stany materii, ale teksty wyższego poziomu uznają plazmę za czwarty stan materii. Podobnie jak gaz, plazma może zmieniać swoją objętość i kształt, ale w przeciwieństwie do gazu może również zmieniać ładunek elektryczny.

Ten sam pierwiastek, związek lub roztwór może zachowywać się bardzo różnie w zależności od stanu skupienia. Na przykład woda stała (lód) jest twarda i zimna, a woda płynna jest mokra i mobilna. Należy jednak zauważyć, że woda jest bardzo nietypowym rodzajem materii: zamiast kurczyć się, gdy tworzy krystaliczną strukturę, w rzeczywistości się rozszerza.

ZA solidny ma określony kształt i objętość, ponieważ cząsteczki tworzące ciało stałe są ściśle upakowane i poruszają się powoli. Ciała stałe są często krystaliczne; przykłady krystalicznych substancji stałych obejmują sól kuchenną, cukier, diamenty i wiele innych minerałów. Niekiedy powstają ciała stałe, gdy ciecze lub gazy są schładzane; lód jest przykładem schłodzonej cieczy, która stała się stała. Inne przykłady ciał stałych obejmują drewno, metal i skały w temperaturze pokojowej.

ZA ciekły ma określona objętość ale przybiera kształt pojemnika. Przykłady cieczy obejmują wodę i olej. Gazy mogą upłynniać się, gdy się ochładzają, jak ma to miejsce w przypadku pary wodnej. Dzieje się tak, gdy cząsteczki gazu zwalniają i tracą energię. Po podgrzaniu ciała stałe mogą się upłynniać; stopiona lawa jest przykładem litej skały, która skropliła się w wyniku intensywnego ciepła.

ZA gaz nie ma określonej objętości ani określonego kształtu. Niektóre gazy można zobaczyć i poczuć, podczas gdy inne są niematerialne dla ludzi. Przykładami gazów są powietrze, tlen i hel. Atmosfera ziemska składa się z gazów, w tym azotu, tlenu i dwutlenku węgla.

Osocze nie ma określonej objętości ani określonego kształtu. Plazma często występuje w gazach zjonizowanych, ale różni się od gazu, ponieważ ma unikalne właściwości. Wolne ładunki elektryczne (niezwiązane z atomami lub jonami) powodują, że plazma przewodzi prąd elektryczny. Plazma może być utworzona przez ogrzewanie i jonizację gazu. Przykłady osocza obejmują gwiazdy, błyskawice, świetlówki i neony.