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第118章 物质只有三种状态吗

自然界的各种物质都是由大量微观粒子构成的。当大量微观粒子在一定的压强和温度作用下相互聚集为一种稳定的状态时,就称为物质的一种状态,简称为物态。

世纪,人们还只能根据物质的宏观特征来区分物质的状态,那时人们只知道有三种状态,即固态、液态和气态。

让气体处于高温状态下,当其原子达到几千乃至上万摄氏度时,电子就会被原子“甩”掉,原子变成只带正电荷的离子。此时,电子和离子带的电荷相反,但数量相等,这种状态叫做等离子态。我们经常看到的闪电、流星以及点燃时的荧光灯等,都是处于等离子态。我们可以利用它放出大量能量产生的高温,切割金属、制造半导体元件、进行特殊的化学反应等。

如果物质处于极高的压力作用下,例如压强超过大气压的140万倍,组成物质的所有原子的电子壳层就会被“挤破”,电子就变为“公有”,原子就会失去它原来的化学特征。这些“光身”的原子核在高压作用下会紧密地堆积起来,成为密度极大的(大约是水的密度的3万~6.5万倍)状态,称为超固态。

有时把等离子态叫做物质的第四态,把超固态叫做物质的第五种状态。

进一步从物质的内部结构分析。物态就远远不止这几种了。例如,在固体物质里,有的其内部微观粒子呈周期性、对称性的规则排列,称为结晶态;还有一些,如玻璃、沥青等,常温下,它们虽然也有固定的形状和体积,不能流动,但其内部结构则更像液体,称为玻璃态(非晶体);此外,还有一些有机物质,它们既能够流动,又具有某些晶体的光学特性,是介于液态和结晶态之间的状态,称为液晶态。还有很多物质在极低的温度下,会出现电阻消失的现象,称为超导态;在极低的温度下,某些液体的黏滞性会完全消失,称为超流态……不一而足。

总而言之,从物质的内部结构去分析,物态的种类还有很多。随着科技的进一步发展,我们对物质世界的认识将会越来越深入,更多的物态会被我们发现和认识。

有时同一种物质在某种温度和压力作用下,会出现几种不同物态同时存在的现象,例如水处于密闭的容器中,下部分是水而上部分是水蒸气,这是液态与气态共存的情形。另外还有固、气两态共存,固、液两态共存,或固、液、气三态共存的情形。

一般来说,不管是何种物质,在温度、压强等发生变化时,都会呈现不同的物态。研究物态变化对于我们更加深入地了解物质的结构及其性质,对于研制新材料、新物质等,都具有非常重要的现实意义。