1.3: Klasyfikacja materii według stanu

Chemia to nauka o materii i zmianach, którym podlega. Materia to wszystko, co ma masę i zajmuje przestrzeń. Materia jest wszędzie wokół nas; Powietrze, woda, gleba, góry, a nawet nasze ciała są przykładami materii. Materia dzieli się na trzy stany – stały, ciekły i gazowy – które są powszechnie spotykane na Ziemi. Czwarty stan materii, plazma, występuje naturalnie we wnętrzach gwiazd. 

Bryły charakteryzują się określonym kształtem i objętością. W ciele stałym cząstki (atomy lub cząsteczki) są upakowane bardzo blisko siebie i są ściśle utrzymywane razem przez silne siły, przy bardzo małej swobodzie ruchu. Cząstki wibrują, tylko nieznacznie, w swoich ustalonych pozycjach. To sprawia, że ciała stałe są nieściśliwe. Lód, aluminium i złoto to przykłady ciał stałych.

Płyny mają określoną objętość, ale nie mają określonego kształtu; przyjmują kształt swojego pojemnika. W cieczy, mimo że cząstki są blisko siebie, siły międzycząsteczkowe są słabsze niż w ciałach stałych. Cząsteczki wibrują i przechodzą obok siebie. W ten sposób płyn, choć nieściśliwy, płynie i można go łatwo nalewać. Woda, alkohol i olej to płyny.

Gazy nie mają ustalonej objętości ani kształtu. Dopasowują się do objętości i kształtu ich pojemnika. W gazie cząstki są szeroko oddalone od siebie przy znacznie słabszych (lub prawie znikomych) siłach międzycząsteczkowych. Cząstki mogą swobodnie poruszać się względem siebie, dzięki czemu gazy są wysoce ściśliwe. Tak więc, w przeciwieństwie do ciał stałych lub cieczy, gaz może być sprężony, aby zająć mniejszą objętość, lub może rozszerzać się, aby zająć większą przestrzeń. Substancje, które są gazami w temperaturze pokojowej, obejmują hel, tlen, azot i dwutlenek węgla.

Plazma 

Czwarty stan materii, plazma, wyewoluował ze stanu gazowego i zawiera znaczną liczbę cząstek naładowanych elektrycznie.  Podobnie jak gazy, plazma nie ma ustalonego kształtu ani objętości i jest mniej gęsta niż ciała stałe czy ciecze. Wnętrza gwiazd, uderzenia piorunów, zorze polarne otaczające bieguny, warkocz komety, plazmowe ekrany telewizyjne, żarówki fluorescencyjne i neony to przykłady plazmy.  

Zmiany fizyczne: przechodzenie z jednego stanu materii w inny

Zmiany temperatury i/lub ciśnienia mogą prowadzić do przejścia z jednego stanu skupienia w inny. Ilustrują to znane procesy, takie jak topnienie lodu czy parowanie wody. Na przykład po podgrzaniu stały lód topi się w ciekłą wodę. Dalsze ogrzewanie zamieni wodę w opary gazowe. Chłodzenie odwraca te procesy.

Ten tekst jest adaptacją z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 1.2: Fazy i Klasyfikacja Materii.