當(dāng)大量的微觀粒子在一定的溫度和壓力下相互集聚為一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)時(shí),就叫做“物質(zhì)的—種狀態(tài)”,簡(jiǎn)稱物態(tài).一般說(shuō)來(lái),任何一種物質(zhì),在不同的溫度、壓力和外場(chǎng)(如引力湯、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等)影響下將呈現(xiàn)不同的物態(tài).有時(shí)一種物質(zhì)在某種溫度和壓力下,有幾種不同的物態(tài)同時(shí)存在,從而把整個(gè)物體分為幾個(gè)均勻的部分,每個(gè)均勻部分稱為一個(gè)“相”.這時(shí),每一種物態(tài)就是一個(gè)相.同一種物態(tài)下也有可能同時(shí)存在若干個(gè)“相”的情形.
在本世紀(jì)以前,人們還只能從物體的宏觀特征來(lái)區(qū)別物質(zhì)的狀態(tài)；一切具有固定形狀和體積,又不易形變的物態(tài)叫固態(tài)；物體具有一定體積但外形隨容器而變,且易于流動(dòng)的狀態(tài)叫液態(tài)；若物體的形狀和體積均隨容器而變,容器敞開(kāi)時(shí),物質(zhì)粒子就逃之夭夭,這種狀態(tài)就是氣態(tài).人們常說(shuō)“物質(zhì)有三態(tài)”,就是指一種物質(zhì)能以固體、液體或氣體出現(xiàn).
但從物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)來(lái)考慮,就遠(yuǎn)不止三態(tài)了.有些固體,內(nèi)部的分子或原子以規(guī)則、對(duì)稱、周期性的結(jié)構(gòu)狀態(tài)出現(xiàn),叫結(jié)晶態(tài).另一些所謂固體,如玻璃、瀝青、電木、塑料等等,雖然在常溫常壓下也具有固定的體積和外形,也不明顯地表現(xiàn)出流動(dòng)性,但內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻更像液體,這種狀態(tài)叫玻璃態(tài).不少有機(jī)物質(zhì),介于液態(tài)和晶態(tài)之間,存在一種既具有流動(dòng)特性,又具有某些類似晶體的光學(xué)性質(zhì),這種物態(tài)被稱為液晶態(tài)或介晶態(tài).氣體被加熱至萬(wàn)度以上高溫或被輻時(shí)之后,原子可能會(huì)電離,整個(gè)氣體將成為帶正電的離子和帶負(fù)電的電子所組成的集合體,而且正負(fù)電量相等,這兩種離子的集聚狀態(tài)叫等離于態(tài).如果使物體處于極低溫度條件下,例如在絕對(duì)零度以上若干度,某些金屬的直流電阻將趨近于零,這叫做超導(dǎo)態(tài).在極低溫下,有的液體(如液態(tài)氦)的粘滯性也完全消失,便叫做超流態(tài).另一方面,也可通過(guò)改變壓力來(lái)改變物質(zhì)的狀態(tài),例如在巨大的壓力下,氫可以轉(zhuǎn)變成具有金屬特性的固態(tài),叫金屬氫態(tài).
天文學(xué)家已發(fā)現(xiàn),在離地球很遠(yuǎn)的太空中,有一種質(zhì)量大而體積小的恒星,叫白矮星,其內(nèi)部的壓力和溫度大得使物質(zhì)原子的所有電子都脫離了原于核而成為自由電子,并使所有光身的原子核像晶體那樣,高度緊密、規(guī)則地堆砌起來(lái),自由電子則在其間混亂地運(yùn)動(dòng)著,由于其密度很高,便稱為超固態(tài).還有另一種恒星,其內(nèi)部的溫度和壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)白矮星的溫度和壓力,在強(qiáng)大的壓力下,把原子核外的所有電子都“擠”進(jìn)原子核里與質(zhì)子結(jié)合成中子,而且大部分原于核不再維持其原有的結(jié)合狀態(tài),因此星球外殼的物質(zhì)幾乎變成了由中子組成的流體,其密度也大大越過(guò)白矮星的密度,這種高密度物態(tài)叫中子態(tài),故這種恒星叫中子星.但中子態(tài)還不是密度最高的物態(tài),科學(xué)家們認(rèn)為,可能存在一些密度更高的物態(tài),如超子態(tài)、反常中子態(tài)、黑洞或白洞等等,并且在理論上已計(jì)算出這些物態(tài)能夠穩(wěn)定存在的條件.
不管是低密度還是高密度物態(tài),雖都是由各種實(shí)物粒子集聚而成的,但人們?cè)谘芯课镔|(zhì)的性質(zhì)時(shí)往往把大多數(shù)物態(tài)作為連續(xù)體看待,這僅是處理問(wèn)題的一種近似方法而已.即使是無(wú)實(shí)物占據(jù)的真空也并非空無(wú)一物,而是充滿著我們無(wú)法直接察覺(jué)的“負(fù)能量”粒子的空間,形成一個(gè)廣闊無(wú)邊的真空海洋,所以真空也是物質(zhì)存在的一種形態(tài).
現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)大多數(shù)基本粒子都存在質(zhì)量相等而電磁性或其它一些物理性質(zhì)相反的粒子,叫做反粒子,如反質(zhì)子、反中子等等.于是科學(xué)家們推測(cè),也許存在一個(gè)由“反粒子”組成的“反世界”,那里物質(zhì)的狀態(tài)與我們現(xiàn)在所處的“正”世界物態(tài)應(yīng)當(dāng)一一對(duì)應(yīng),統(tǒng)稱為反物質(zhì)態(tài).
總之,從物質(zhì)的宏觀外形及是否容易形變等特征來(lái)看,我們說(shuō)物質(zhì)有固液氣三態(tài).而從物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征來(lái)看,實(shí)際上存在更多的物態(tài).而且隨著科學(xué)的發(fā)展,人類對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)將愈加深入,必會(huì)有新的物態(tài)發(fā)現(xiàn).