Inhoud
Materie heeft een vaste vorm, een vloeibare vorm en een gasvorm - de zogenaamde fysieke toestanden van materie. In elk van deze toestanden gedragen de deeltjes van de stof zich op een heel andere manier, en een stof kan van de ene toestand naar de andere gaan door wat bekend staat als faseverandering, wat meestal het gevolg is van veranderingen in temperatuur.
Solid state
Wanneer een materie in de vaste toestand is, zijn de moleculen ervan stevig gebonden - de vorm en het volume van een vaste stof zijn meestal gefixeerd. De krachten die de deeltjes daartussen aantrekken zijn bijzonder sterk in vaste stoffen, waardoor ze dichtbij en in specifieke posities blijven, wat helpt voorkomen dat ze breken of samengedrukt worden. De dichtheid van een vaste stof neemt toe met de temperatuurdaling, dat wil zeggen, hoe kouder het is, hoe zwakker de vibraties van de deeltjes, waardoor ze nog steviger binden. Vaste stoffen kunnen worden geclassificeerd als amorf of kristallijn - wanneer deeltjes geometrische patronen vormen. Kristallen in amorfe vaste stoffen zoals klei kunnen vrijer en willekeuriger worden gerangschikt, waardoor het materiaal van vorm kan veranderen.
Vloeibare toestand
In de vloeibare toestand bewegen de deeltjes van een stof vrijer nadat ze thermische energie hebben gewonnen. De vorm van een vloeistof wordt bepaald door de vorm van de container. Hoewel de deeltjes niet zo strak gebonden zijn als in een vaste stof, zijn er in vloeibare stoffen nog steeds aantrekkelijke krachten die hun moleculen vrijer binden; bovendien zijn vloeibare stoffen niet samendrukbaar. De deeltjes van een vloeistof hebben meer energie dan die van een vaste stof en kunnen zich binnen een bepaalde afstand van de andere bewegen, en aangezien de deeltjes verder van elkaar in een vloeistof zijn, is het volume van een vloeibare stof groter dan de vloeistof volume in de vaste toestand.
Gasachtige toestand
De vorm en het volume van een gas worden bepaald door de vorm en het volume van de container waarin het zich bevindt en, in tegenstelling tot de vloeistof, zal een gas uit de container ontsnappen in afwezigheid van een dop. De deeltjes in een gas hebben grote bewegingsvrijheid en organiseren zich niet op een geordende manier omdat de aantrekkende krachten daartussen zwak of afwezig zijn. De deeltjes van een gas hebben een grote hoeveelheid kinetische energie, die continu tussen hen door wordt geleid wanneer ze bewegen en elkaar raken.
Fase verandering
Faseveranderingen treden op als gevolg van veranderingen in temperatuur en atmosferische druk. Een vaste stof wordt vloeibaar als het wordt verwarmd tot het smeltpunt, wanneer de warmte de deeltjes voldoende energie geeft om hun structuur los te maken en vloeibaar te worden.Bij het kookpunt geeft de warmte een vloeistof voldoende energie voor de deeltjes op het oppervlak om uit de structuur te ontsnappen en in gas te verdampen. Lage atmosferische druk maakt het ook mogelijk dat een vloeistof kookt bij een lagere temperatuur. Om een gas vloeibaar te maken, moet het voldoende worden gekoeld zodat de deeltjes energie verliezen en condenseren, waardoor verbindingen worden gevormd die sterk genoeg zijn om ze in vloeibare toestand op te vangen. Om een vloeistof vast te laten worden, moet deze worden ingevroren, zodat de deeltjes zeer weinig energie hebben en zich nauw verbinden.