Néha az anyag negyedik állapotának nevezik, a plazma ionizált gázból áll, ahol egy vagy több elektron nincs kötve molekulához vagy atomhoz. Soha nem figyelhet meg ilyen egzotikus anyagokat, de naponta találkozik szilárd anyagokkal, folyadékokkal és gázokkal. Számos tényező befolyásolja, hogy ezen állapotok közül melyikben létezik.
Intermolekuláris erők a munkahelyen
Az atomok, az anyag alapvető építőkövei, egyesülve olyan molekulákat hoznak létre, mint a víz. A molekulák közötti intermolekuláris erők (IMF) segítenek meghatározni az anyag fázisát. Ha az IMF gyenge, akkor egy anyag általában gáz, ha a légköri nyomás 1 atm (a normál légköri nyomás egysége) és a hőmérséklet 25 Celsius fok (77 Fahrenheit). Ezzel szemben az anyag valószínűleg szilárd anyag lesz ugyanazon a nyomáson és hőmérsékleten, ha az IMF erős.
Szilárd anyagok, folyadékok, gázok és részecskék
Az anyag különböző fázisai egyedülálló módon viselkednek. Egy szilárd anyagban a részecskék közötti vonzerő nagyobb, mint a mozgás energiája - a részecskék is közel vannak. A folyadékokban lévő részecskék közel vannak, de mozgás- és vonzerőjük körülbelül azonos. Végül a gázrészecskék egymástól messze vannak, és vonzási energiájuk kisebb, mint mozgásenergiájuk.
Fázisátmenetek
A hőmérséklet, a nyomás és az anyag összetétele befolyásolja a fázisváltást. A fázisdiagram bemutatja azokat a fázisokat, amelyeket a különböző anyagok különböző hőmérsékleten és nyomáson vállalnak. Párolgás, kondenzáció, szublimáció, lerakódás, fagyasztás és olvadás a fázisváltozások néhány módja. A párologtatás akkor történik, amikor a folyadék gázzá alakul, míg a kondenzáció azt a folyamatot írja le, amelyben a gáz visszaalakul folyadékká. Amikor a víz elpárolog, párolgás következik be, és a vízgőz kondenzációval visszatérhet folyékony állapotba. Néhány anyag, például a szilárd szén-dioxid (szárazjég), a szilárd állapotból közvetlenül a gáz állapotba kerülhet - ezt a tudósok szublimációnak nevezik. A lerakódás ellentétes folyamat - egy gáz megkerüli a folyékony állapotot, és szilárdvá válik. A fagyás folyadékról szilárdra, az olvadás pedig szilárdról folyékonyra változik.
Fáziskülönbségek
Az anyag forrással folyadékból gázzá, fagyasztással folyadékból szilárdvá, olvadással szilárdból folyékonyvá válhat. A jég, a folyékony víz és a vízgőz ugyanabból a molekulából állhat, de több fontos szempontból különböznek egymástól. Például nehéz szilárd anyagot vagy folyadékot nagy mértékben összenyomni, de könnyen összenyomhat egy gázt. A folyadékok és gázok edényeik alakját veszik fel, a szilárd anyagok azonban nem. A gázok további terjeszkedési képességgel bírnak, amikor egy konténer alakját veszik fel, és megfelelnek a konténer térfogatának.