Noen ganger kalt den fjerde tilstanden av materie, består plasma av ionisert gass hvor en eller flere elektroner ikke er bundet til et molekyl eller atom. Du kan aldri observere en slik eksotisk substans, men du støter på faste stoffer, væsker og gasser daglig. Mange faktorer påvirker hvilke av disse tilstandene som eksisterer.
Intermolekylære styrker på jobb
Atomer, materiens grunnleggende byggesteiner, kombineres for å skape molekyler som vann. Intermolekylære krefter (IMF) mellom molekyler hjelper til med å bestemme stoffets fase. Når IMF er svak, er et stoff vanligvis en gass når atmosfæretrykket er 1 atm (en enhet med standard atmosfæretrykk) og temperaturen er 25 grader Celsius (77 Fahrenheit). Omvendt vil stoffet sannsynligvis være et fast stoff med samme trykk og temperatur når IMF er sterk.
Tørrstoffer, væsker, gasser og partikler
Ulike materiefaser oppfører seg på unike måter. I et fast stoff er tiltrekningen mellom partikler større enn deres bevegelsesenergi - partikler er også nærme. Partikler i væsker er nærme, men deres bevegelsesenergi og tiltrekningskraft er omtrent den samme. Til slutt er gasspartikler langt fra hverandre, og deres tiltrekningsenergi er mindre enn bevegelsesenergien.
Faseoverganger
Temperatur, trykk og stoffets sammensetning påvirker måten det endrer faser på. Et fasediagram viser fasene som forskjellige stoffer antar ved forskjellige temperaturer og trykk. Fordampning, kondens, sublimering, avsetning, frysing og smelting er noen av måtene faseforandringer skjer. Fordamping skjer når væske blir til gass, mens kondensering beskriver prosessen der gass blir tilbake til væske. Når vann fordamper, oppstår fordampning, og vanndamp kan komme tilbake til flytende tilstand ved kondensering. Noen stoffer, for eksempel fast karbondioksid (tørris) kan passere direkte fra fast tilstand til gasstilstand - forskere kaller dette sublimering. Avsetning er den motsatte prosessen - en gass omgår flytende tilstand og endres til et fast stoff. Frysing endres fra væske til fast, og smelting endres fra fast til væske.
Faseforskjeller
Et stoff kan overgå fra væske til gass ved koking, fra væske til fast ved frysing, og fra fast til væske ved smelting. Is, flytende vann og vanndamp kan bestå av de samme molekylene, men de adskiller seg på flere viktige måter. For eksempel er det vanskelig å komprimere et fast stoff eller en væske i stor grad, men du kan enkelt komprimere en gass. Væsker og gasser antar formen på beholderne, men faste stoffer gjør det ikke. Gasser har en ekstra evne til å utvide seg når de antar en beholderens form og samsvarer med beholderens volum.