Lea Betke, Ekaterina Rusakova
Fest, flüssig und gasförmig sind die Aggregatzustände, die einem in der Regel geläufig sind. Hierbei handelt es sich um den physikalischen Zustand eines Stoffes, welcher dem Faktor der Temperatur, dem Umgebungsdruck und den Faktoren der stoffspezifischen Eigenschaften unterliegt. Am absoluten Nullpunkt von -273,15°C reagieren Stoffe nicht mehr. Im festen Aggregatzustand hat ein Stoff die höchste Dichte. Die Dichte eines Festkörpers liegt circa bei zehn bis fünf Prozent oberhalb der Dichte des entsprechenden Stoffes in flüssiger Form. Die Moleküle befinden sich dabei in der Ruhelage und bewegen sich kaum merklich, das heißt, es findet eine Rotation um die eigene Achse und eine dadurch hervorgerufene leichte Schwingung statt. Sie sind also „ortsfest“ und gleichmäßig gitterförmig angeordnet. Solange keine relevanten Kräfte von außen auf den Festkörper einwirken, wird dieser somit seine Gestalt beibehalten. Der flüssige Aggregatzustand äußert sich in erster Linie angesichts der Anpassung des Stoffes an seine Umgebung durch seine Struktur. Die Bewegung der Moleküle ist wesentlich stärker und die Distanz zwischen ihnen größer, da die Wechselwirkungskräfte nicht länger ausschlaggebend sind. Die Anordnung der Teilchen ändert sich stetig, denn sie verschieben sich gegenseitig. Bei Einwirkungen von außen (z.B. Temperaturerhöhung) steigt oder verringert sich die Stärke ihrer Bewegungen. Das Volumen bleibt jedoch wie bei einem Festkörper konstant. Weitaus extremer sind die Bewegungsmöglichkeiten der Moleküle bei Eintritt des gasförmigen Zustandes – für gewöhnlich hervorgerufen durch starke Erhitzung. Die Dichte eines Gases ist tausendfach geringer als die eines Feststoffes. Die Moleküle sind dann in einer schnellen, geradlinigen Bewegungsform, welche in einem geschlossenen Raum zu Kollisionen und auf diese Weise zu einem Anstieg des Drucks führt. Eine feste Oberfläche ist nicht vorhanden und eine starke Komprimierung (Verringerung des Volumens) wird möglich. Das Volumen eines Gases hängt lediglich von dem des gegebenen Raumes ab, da es sich vollständig ausdehnt.
Es gibt folgende Änderungsbezeichnungen für die Übergänge von einem Aggregatzustand in einen anderen:
- Feststoff → Flüssigkeit : Schmelzen am Schmelzpunkt
- Feststoff → Gas: Sublimation am Siedepunkt (Verdunstung)
- Flüssigkeit → Feststoff: Erstarren/Gefrieren am Gefrierpunkt
- Flüssigkeit → Gas: Verdampfung/Sieden am Siedepunkt
- Gas → Feststoff: Resublimation am Resublimationspunkt
- Gas → Flüssigkeit: Kondensation am Kondensationspunkt
Des Weiteren kann man Plasma als den vierten Aggregatzustand bezeichnen. Wenn man einem Stoff im gasförmigen Zustand weitere Energie hinzuführt, schlagen sich die Moleküle während der Kollisionen gegenseitig die Elektronen aus der jeweils äußeren Elektronenschale aus, die dann zu „freien Elektronen“ werden und sich zusammen mit den im Gegensatz zu ihnen positiv geladenen Ionen bewegen.
Quellen:
o.A., Plasma, der 4. Aggregatzustand, http://www.halbleiter.org/abscheidung/plasma [Zugriff am 1.7.2014]
Wikipedia, Eintrag „Aggregatzustand“, http://de.wikipedia.org/wiki/Aggregatzustand [Zugriff am 1.7.2014]
Rudolph, Dennis: Aggregatzustände: Fest, flüssig und gasförmig, http://www.frustfrei-lernen.de/chemie/aggregatzustaende-chemie.html [Zugriff am 1.7.2014]