Wat zijn de toestanden van materie?

Materie komt voor in vier toestanden: vaste stoffen, vloeistoffen, gassen en plasma. Vaak kan de materietoestand van een stof worden gewijzigd door warmte-energie toe te voegen of te verwijderen. De toevoeging van warmte kan bijvoorbeeld ijs in vloeibaar water doen smelten en water in stoom veranderen.

Wat is een toestand van materie?

Het woord 'materie' verwijst naar alles in het universum dat massa heeft en ruimte inneemt. Alle materie bestaat uit atomen van elementen. Soms binden atomen nauw samen, terwijl ze op andere momenten wijd verspreid zijn.

Materietoestanden worden over het algemeen beschreven op basis van kwaliteiten die kunnen worden waargenomen of gevoeld. Materie die hard aanvoelt en een vaste vorm behoudt, wordt een vaste stof genoemd; materie die nat aanvoelt en zijn volume behoudt maar niet zijn vorm wordt een vloeistof genoemd. Materie die zowel vorm als volume kan veranderen, wordt een gas genoemd.

Sommige inleidende chemieteksten noemen vaste stoffen, vloeistoffen en gassen als de drie toestanden van materie, maar teksten op hoger niveau herkennen plasma als de vierde toestand van materie. Net als een gas kan plasma zijn volume en vorm veranderen, maar in tegenstelling tot een gas kan het ook zijn elektrische lading veranderen.

Hetzelfde element, dezelfde verbinding of oplossing kan zich heel anders gedragen, afhankelijk van de toestand van de materie. Vast water (ijs) voelt bijvoorbeeld hard en koud aan terwijl vloeibaar water nat en mobiel is. Het is echter belangrijk op te merken dat water een zeer ongewoon soort materie is: in plaats van krimpt het wanneer het een kristallijne structuur vormt, het zet uit. 

Solids

Een vaste stof heeft een bepaalde vorm en volume omdat de moleculen waaruit de vaste stof bestaat, dicht op elkaar zijn gepakt en langzaam bewegen. Vaste stoffen zijn vaak kristallijn; voorbeelden van kristallijne vaste stoffen zijn tafelzout, suiker, diamanten en vele andere mineralen. Vaste stoffen worden soms gevormd wanneer vloeistoffen of gassen worden afgekoeld; ijs is een voorbeeld van een gekoelde vloeistof die vast is geworden. Andere voorbeelden van vaste stoffen zijn hout, metaal en steen bij kamertemperatuur.

vloeistoffen

Een vloeistof heeft een bepaald volume maar neemt de vorm aan van zijn houder. Voorbeelden van vloeistoffen omvatten water en olie. Gassen kunnen vloeibaar worden wanneer ze afkoelen, zoals het geval is met waterdamp. Dit gebeurt wanneer de moleculen in het gas vertragen en energie verliezen. Vaste stoffen kunnen vloeibaar worden wanneer ze opwarmen; gesmolten lava is een voorbeeld van massief gesteente dat vloeibaar is geworden als gevolg van intense hitte.

gassen

Een gas heeft noch een bepaald volume, noch een bepaalde vorm. Sommige gassen kunnen worden gezien en gevoeld, terwijl andere ongrijpbaar zijn voor mensen. Voorbeelden van gassen zijn lucht, zuurstof en helium. De atmosfeer van de aarde bestaat uit gassen zoals stikstof, zuurstof en koolstofdioxide.

Plasma

Plasma heeft noch een bepaald volume, noch een bepaalde vorm. Plasma wordt vaak gezien in geïoniseerde gassen, maar het onderscheidt zich van een gas omdat het unieke eigenschappen bezit. Gratis elektrische ladingen (niet gebonden aan atomen of ionen) zorgen ervoor dat het plasma elektrisch geleidend is. Het plasma kan worden gevormd door een gas te verwarmen en te ioniseren. Voorbeelden van plasma zijn sterren, bliksem, tl-verlichting en neonreclames.