物質(zhì)到底有多少種狀態(tài)

自然界的各種物質(zhì)都是由大量微觀粒子構(gòu)成的。當(dāng)大量微觀粒子在一定的壓強(qiáng)和溫度下相互聚集為一種穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，就叫做“物質(zhì)的一種狀態(tài)”，簡(jiǎn)稱為物態(tài)。在19世紀(jì)，人們還只能根據(jù)物質(zhì)的宏觀特征來區(qū)分物質(zhì)的狀態(tài)，那時(shí)還只知道有三種狀態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。初中講物態(tài)變化，就是講這三種常見的物質(zhì)狀態(tài)間的變化問題。

氣體物質(zhì)處于高溫條件下，原子、分子激烈碰撞被電離，或者氣體物質(zhì)被射線照射以后，原子被電離，整個(gè)氣體含有足夠數(shù)量的離子和帶負(fù)電的電子，而且一般情況下正負(fù)電荷量幾乎處處相等，這種聚集態(tài)叫等離子態(tài)。如果物質(zhì)處于極高的壓力作用下，例如壓強(qiáng)超過大氣壓的140萬(wàn)倍，組成物質(zhì)的所有原子的電子殼層都會(huì)被“擠破”，電子都變成為“公有”，原子失去了它原來的化學(xué)特征。這些“光身”的原子核在高壓作用下會(huì)緊密地堆積起來（當(dāng)然，再緊密也會(huì)有電子存在和活動(dòng)的空隙），成為密度非常大的（大約是水的密度的3萬(wàn)至6.5萬(wàn)倍）狀態(tài)，稱為超固態(tài)。有些書籍把等離子態(tài)稱為物質(zhì)的第四態(tài)，把超固態(tài)稱為物質(zhì)的第五種狀態(tài)。

進(jìn)一步從物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)去考慮，物態(tài)就遠(yuǎn)不止這幾種了。例如，在固體物質(zhì)中，有的其內(nèi)部微觀粒子呈周期性、對(duì)稱性的規(guī)則排列，稱為結(jié)晶態(tài)。而另外一些，如玻璃、瀝青等物質(zhì)，常溫下雖然也有固定的形狀和體積，不能流動(dòng)，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)則更像液體，稱為玻璃態(tài)（非晶體）。還有一些有機(jī)物質(zhì)，能夠流動(dòng)，又具有某些晶體的光學(xué)特性，是介于液態(tài)和結(jié)晶態(tài)之間的狀態(tài)，稱為液晶態(tài)。很多物質(zhì)在極低的溫度下，會(huì)出現(xiàn)電阻消失的現(xiàn)象，稱為超導(dǎo)態(tài)；在極低的溫度下，某些液體的粘滯性會(huì)完全消失，叫做超流態(tài)。在巨大的壓力下，平時(shí)是氣體的氫，可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂薪饘偬匦缘墓虘B(tài)，稱為金屬氫態(tài)。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在宇宙中存在著比超固態(tài)密度更大的物質(zhì)狀態(tài)，例如組成中子星的中子態(tài)，還有密度更高的超子態(tài)、反常中子態(tài)、黑洞等等。由于反粒子，如反質(zhì)子、反電子、反中子等都已被發(fā)現(xiàn)，有人預(yù)言在宇宙中會(huì)存在著全部由反粒子構(gòu)成的反物質(zhì)世界，但還沒有得到證實(shí)。1998年6月3日，美國(guó)發(fā)射的航天飛機(jī)“發(fā)現(xiàn)者”號(hào)裝載了一臺(tái)α磁譜儀，期望探測(cè)到宇宙空間中可能存在的反物質(zhì)，其中一個(gè)關(guān)鍵部件是由中國(guó)科學(xué)院電工研究所制造的直徑1200mm、高800mm、中心磁感強(qiáng)度為0.1340T的永久磁體。

總之，從物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)去分析，物態(tài)的種類很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)會(huì)繼續(xù)深入，更多的物態(tài)會(huì)被發(fā)現(xiàn)和被人所認(rèn)識(shí)。

有時(shí)同一種物質(zhì)在某種溫度和壓力下，有幾種不同的物態(tài)同時(shí)存在，例如水處于密閉的容器中，下部是水而上部是水蒸氣，就是液態(tài)與氣態(tài)共存的情形。其他還有固氣兩態(tài)共存、固液兩態(tài)共存或固、液、氣三態(tài)共存的情形。

一般說來，任何一種物質(zhì)，在溫度、壓強(qiáng)等發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)呈現(xiàn)不同的物態(tài)，研究物態(tài)變化對(duì)于深入了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，對(duì)于研制新材料及新物質(zhì)，都具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

自然界里雨雪的形成，是很有代表性的物態(tài)變化過程。地面上的水蒸發(fā)成為水汽，升到高空與寒冷空氣接觸，水汽便凝結(jié)成小水滴，形成云。當(dāng)溫度下降，而又有凝聚核心的時(shí)候，就會(huì)凝結(jié)成大水滴下降而為雨。一滴雨點(diǎn)要比云中的小水滴大上幾千倍，小水滴一定要在它的體積增加到很大時(shí)才會(huì)變成雨落下來。如果溫度低于0°C，水汽在空中就可能形成雪。

雪是結(jié)晶的水。水汽凝華而成的微小晶體叫水晶。當(dāng)水晶在大氣中隨著氣流上下翻騰，聚集起來變得足夠大時(shí)，就成為雪花向地面飄落。雪花的形狀多為六角形，也有針狀、柱狀或不規(guī)則形狀的。某些雪花的直徑可大于2.5厘米。雪花的大小取決于溫度，溫度越低，形成的雪花越小。由于構(gòu)成雪片的結(jié)晶能反射光，所以雪片呈白色。

當(dāng)過冷水滴碰撞在冰晶（或雪花）上，則成霰，霰在積雨云中隨著氣流多次升降，不斷與雪花、小水滴等合并，形成透明層與不透明層交替的冰塊，落到地面，這就是雹。

地表面上的空氣中含有水汽，當(dāng)水汽的含量達(dá)到飽和時(shí)凝結(jié)成水滴，這就是露，如果地表氣溫降到0°C以下時(shí)，則水汽直接凝結(jié)為固態(tài)，就是霜。