Физические состояния веществ

Химические вещества состоят из большого числа взаимодействующих частиц (между частицами могут возникать химические связи, действовать ван-дер-ваальсовы силы). В зависимости от характера этого взаимодействия вещества могут находиться в четырех физических (агрегатных) состояниях: твердом, жидком, газообразном и плазменном. Характерные особенности трех основных состояний с точки зрения молекулярно-кинетической теории приведены в таблице.

Таблица . Характеристики физических состояний веществ

Признак	Физические состояния
	твердое	жидкое	газообразное
Притяжение между частицами	Сильное	Умеренное	Слабое
Расстояния между частицами	Очень малы	Малые	Большие
Движение частиц	Почти отсутствует	Умеренное	Сильное
Упорядоченность структуры	Высокая	Невысокая	Отсутствует

Агрегатное (или в более широком смысле фазовое) состояние вещества определяется физическими условиями: температурой и давлением. При изменении этих условий происходят фазовые переходы, например:

плавление испарение

твердое вещество ↔ жидкость ↔ газ

кристаллизация конденсация

сублимация (возгонка)

твердое вещество ↔ газ

десублимация (кристаллизация)

Переход вещества из одного фазового состояния в другое - фазовый переход -сопровождается скачкообразным изменением свойств (плотности, теплоемкости, внутренней энергии и др.). Фазовые переходы I рода (например, испарение, плавление, возгонка, конденсация, полиморфные переходы) сопровождаются выделением или поглощением теплоты и изменением объема фазы. Фазовые переходы II рода (например, переход металла в сверхпроводящее состояние, переход жидкого гелия в сверхтекучее состояние, переход железа из ферромагнитного в парамагнитное состояние) происходят без изменения объема.

Рис.1. Диаграмма состояния воды

Влияние температуры и давления на агрегатное (фазовое) состояние вещества наглядно изображается в виде диаграмм состояния (фазовых диаграмм) (рис.1). В справочниках физико-химических величин приводятся подобные диаграммы для индивидуальных веществ и смесей веществ. В каждой из трех областей диаграммы каждой точке области соответствует пара значений р и Т, при которых вещество существует в виде одной фазы (в одном агрегатном состоянии). На рис.1 в области значений р и Т, ограниченной кривыми АО и ОВ, вода существует в виде льда; в области, ограниченной кривыми ОВ и ОС, - в виде жидкости; в области, ограниченной кривыми АО и ОС - в виде пара.