基于等離子態(tài)的四種物質(zhì)狀態(tài)

物質(zhì)狀態(tài)是指一種物質(zhì)出現(xiàn)不同的相。

分類形式（1）在固態(tài)時(shí)，物質(zhì)擁有固定的形狀和容量；而在液態(tài)時(shí)，物質(zhì)維持固定的容量但形狀會(huì)隨容器的形狀而改變；氣態(tài)時(shí)，物質(zhì)不論有沒有容量都會(huì)膨脹以進(jìn)行擴(kuò)散。

分類形式（2）分子之間的相互關(guān)系作分類。固態(tài)是指因分子之間相互的吸力因而只會(huì)在固定位置震動(dòng)。而在液體的時(shí)候，分子之間距離仍然比較近，分子之間仍有一定的吸引力，因此只能在有限的范圍中活動(dòng)。至于在氣態(tài)，分子之間的距離較遠(yuǎn)，因此分子之間的吸引力并不顯著，所以分子可以隨意活動(dòng)。等離子態(tài)，是在高溫之下出現(xiàn)的高度離化氣體。而由于相互之間的吸力是離子力，因而出現(xiàn)與氣體不同的性質(zhì)，所以等離子態(tài)被認(rèn)為是第四種物質(zhì)狀態(tài)。

假如有一種物質(zhì)狀態(tài)不是由分子組成而是由不同力所組成，科學(xué)家會(huì)考慮成一種新的物質(zhì)狀態(tài)。例如：費(fèi)米凝聚和夸克-膠子漿。

用相圖表達(dá)的物質(zhì)狀態(tài)。

物質(zhì)狀態(tài)亦可用相的轉(zhuǎn)變來(lái)表達(dá)。相的轉(zhuǎn)變可以是結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)變又或者是出現(xiàn)一些獨(dú)特的性質(zhì)。根據(jù)這個(gè)定義，每一種相都可以其他的相中透過相的轉(zhuǎn)變分離出來(lái)。超導(dǎo)電性便是由相的轉(zhuǎn)變引伸出來(lái)，因此便有超導(dǎo)電性的狀態(tài)。同樣，液晶體狀態(tài)和鐵磁性狀態(tài)都是用相的轉(zhuǎn)變所劃分出來(lái)并同時(shí)擁有不一樣的性質(zhì)。

三大基本物質(zhì)狀態(tài)+等離子態(tài)（四態(tài)）

（一）固態(tài)

分子在固體時(shí)的排列情況

粒子（包括離子、原子或者分子）都是緊密排列。粒子之間有很強(qiáng)的吸力，所以只能在原位震動(dòng)。因而令固體擁有穩(wěn)定、固定形狀和固定容量的特性，只有因施力而切斷或打碎時(shí)才可改變它的形狀。在晶體固體中，粒子（包括原子、分子、和離子）都是以三維空間的結(jié)構(gòu)排列，而同一種物質(zhì)可以排列成不同形式晶體結(jié)構(gòu)。例如鐵在攝氏912度下是面心立方，攝氏912至1394度之間便是體心立方。又例如冰，已知有關(guān)冰的晶體結(jié)構(gòu)有15種，這15種的固體物質(zhì)狀態(tài)分別存在于不同的溫度和壓力之下。在物質(zhì)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變過程中，固體會(huì)透過熔化變成液體，相反液體會(huì)凝固成固體。如果由固體直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w，例如在大氣壓力下的二氧化碳，我們稱之為升華，反之則是凝華。

（二）液態(tài)

經(jīng)典單原子液體的結(jié)構(gòu)；原子有許多最近的鄰居接觸，但沒有遠(yuǎn)距離順序

在溫度和氣壓是常數(shù)的情況下，液體的容量是固定的。當(dāng)固體加熱到熔點(diǎn)之上時(shí)，便會(huì)成為液體。內(nèi)分子（內(nèi)原子或者內(nèi)離子）之間的力仍然不可忽略，但分子有足夠的能量，因而可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)亦是流動(dòng)的。液體的形狀是不定的，由容器的大小來(lái)決定。一般情況下液體的容量會(huì)比它在固體時(shí)要大，水（H2O）是一個(gè)反例，因?yàn)樗畯?-4攝氏下密度上升并達(dá)到頂點(diǎn)。而物質(zhì)以液體存在的最高溫度和最高壓力分別名為臨界溫度和臨界壓力。

（三）氣態(tài)

分子在氣體時(shí)的排列情況

氣體分子之間的空間很大。氣體分子的鍵很弱或根本沒有鍵。“氣體”中的分子可以自由，快速地移動(dòng)。

在氣態(tài)中，分子擁有足夠多的動(dòng)能，因而內(nèi)分子力的影響相對(duì)減少（對(duì)于理想氣體會(huì)是0），分子之間的距離亦較遠(yuǎn)。氣體并沒有限定的形狀和容量，但是它會(huì)占據(jù)整個(gè)密封的容器。液體可以透過在常壓下加熱到沸點(diǎn)或者在常溫下減壓而轉(zhuǎn)變成氣體。當(dāng)氣體溫度低過臨界溫度時(shí)，這種氣體稱為蒸氣，可以單單透過加壓而變成液體。如果氣體的壓力等同液體的蒸氣壓，兩者便可達(dá)致平衡，固體亦然。當(dāng)一種氣體的溫度和氣壓分別超越自身的臨界壓力及臨界溫度時(shí)便成為超臨界流體（SCF）。它擁有氣體的特性，同時(shí)是一種高密度的溶劑，因此而工業(yè)中有不少用途。例如超臨界二氧化碳可用透過超流體抽取法去抽取咖啡因，從而制造出脫咖啡因的咖啡。

（四）等離子態(tài)

在等離子體中，電子從其原子核中剝離，形成電子“?！薄＿@使其具有導(dǎo)電能力。

像氣體一樣，等離子體也沒有確定的形狀或體積。與氣體不同，等離子體具有導(dǎo)電性，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)和電流，并對(duì)電磁力產(chǎn)生強(qiáng)烈反應(yīng)。帶正電的原子核在自由移動(dòng)的解離電子的“?！敝杏蝿?dòng)，類似于這種電荷存在于導(dǎo)電金屬中的方式，其中該電子“?！笔固幱诘入x子體狀態(tài)的物質(zhì)能夠?qū)щ姟?/p>

氣體通常以兩種方式之一轉(zhuǎn)換為等離子體，例如，通過兩點(diǎn)之間的巨大電壓差或?qū)⑵浔┞对跇O高的溫度下。將物質(zhì)加熱到高溫會(huì)導(dǎo)致電子離開原子，從而導(dǎo)致存在自由電子。這產(chǎn)生了所謂的部分電離的等離子體。在非常高的溫度下，例如恒星中存在的溫度，可以假定基本上所有的電子都是“自由的”，并且非常高能的等離子體基本上是在電子海中游動(dòng)的裸核。這形成了所謂的完全電離的等離子體。

等離子體狀態(tài)常常被誤解，盡管在正常情況下在地球上并不是自由存在的，但它通常是由閃電，電火花，熒光燈，霓虹燈或等離子電視產(chǎn)生的。太陽(yáng)的日冕，某些類型的火焰和恒星都是等離子狀態(tài)下被照明物質(zhì)的示例。

總結(jié)一下“四態(tài)”，這張圖是從能量增長(zhǎng)的角度對(duì)四態(tài)進(jìn)行分類。其中等離子態(tài)就是說(shuō)能量（溫度）高到一定程度，原子失去了電子的狀態(tài)。

再梳理一下幾種態(tài)之間的轉(zhuǎn)化

之后有時(shí)間再總結(jié)一下其他的形態(tài)：

液晶態(tài)；

無(wú)定形態(tài)（玻璃）；

磁序狀態(tài)；

超導(dǎo)體；

超流體；

玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)。