Καταστάσεις της Υλης

Η ύλη αποτελείται από μόρια που βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Αν όταν μελετάμε τα φυσικά φαινόμενα, αγνοήσουμε τη δομή της ύλης λέμε ότι κάνουμε μακροσκοπική μελέτη, ενώ αν λάβουμε υπόψη και τα μόρια τότε κάνουμε μικροσκοπική μελέτη. Στο χώρο των φυσικών επιστημών η μακροσκοπική και η μικροσκοπική μελέτη των φαινομένων συνήθως συνυπάρχουν.

Υπάρχουν τέσσερις καταστάσεις της ύλης: η στερεά, η υγρή, η αέρια και το πλάσμα. Η μελέτη των καταστάσεων της ύλης απαιτεί να ληφθεί υπόψη η δομή της ύλης.

Στερεά θεωρούνται τα υλικά στα οποία τα μόρια βρίσκονται σε μικρή μεταξύ τους απόσταση και οι μεταξύ τους δυνάμεις είναι ισχυρές, γι' αυτό έχουν ορισμένο σχήμα και όγκο. Τα μόρια των στερεών δε μετατοπίζονται αλλά ταλαντώνονται γύρω από ορισμένη θέση.

Στα υγρά, οι δυνάμεις ανάμεσα στα μόρια είναι σημαντικές, όχι όμως τόσο μεγάλες όσο στα στερεά, με συνέπεια τα υγρά να έχουν ορισμένο όγκο αλλά όχι δικό τους σχήμα.

Αέρια είναι τα υλικά στα οποία τα μόρια βρίσκονται σε σχετικά μεγάλη απόσταση μεταξύ τους και η θέση τους δεν επηρεάζεται από τις δυνάμεις αλληλεπίδρασης των μορίων.

Το πλάσμα αποτελείται από άτομα που έχουν χάσει όλα τα ηλεκτρόνιά τους, όταν βρεθούν σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες όπως αυτές που επικρατούν στο εσωτερικό των άστρων.

Οι δυνάμεις μεταξύ των μορίων (διαμοριακές δυνάμεις) καθορίζουν την κατάσταση στην οποία θα βρεθεί ένα σώμα. Παράγοντες που επηρεάζουν τις διαμοριακές δυνάμεις είναι η θερμοκρασία και η πίεση. Οι διαμοριακές δυνάμεις (δυνάμεις Van der Waals - δεσμοί υδρογόνου) δεν πρέπει να συγχέονται με τις ενδομοριακές δυνάμεις των χημικών δεσμών (ετεροπολικός - ομοιοπολικός)  που είναι δυνάμεις μεταξύ των ατόμων ενός μορίου.

Δυνάμεις συνάφειας είναι οι δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ διαφορετικών ειδών μορίων. Παράδειγμα: Οι σταγόνες της βροχής συγκολλούνται στα τζάμια των εξαιτίας δυνάμεων συνάφειας των μορίων του νερού και του γυαλιού.

Δυνάμεις συνοχής είναι οι ελκτικές δυνάμεις που αναπτύσσονται μεταξύ των μορίων της ύλης. Η ισχύς τους καθορίζει τη φυσική κατάσταση του σώματος σε ορισμένη θερμοκρασία και πίεση. Διαφέρουν από τις δυνάμεις συνάφειαςγιατί ασκούνται μεταξύ ίδιων μορίων. Παράδειγμα: Στις συνθήκες που ζούμε το νερό είναι υγρό ενώ το μεθάνιο που έχει παρόμοια μάζα ανά μόριο με το νερό, είναι αέριο. Συμπεραίνουμε λοιπόν πως οι δυνάμεις συνοχής μεταξύ των μορίων του νερού, είναι μεγαλύτερες από τις δυνάμεις συνοχής μεταξύ των μορίων του μεθανίου.