Aggregatietoestand
De aggregatietoestand van een stof is de staat waarin een stof zich bevindt. Men gaat daarbij meestal uit van een chemische zuivere stof. Het begrip aggregatietoestand is nauw verwant aan het (bredere) begrip fase. De traditioneel bekende aggregatietoestanden zijn:
Plasma wordt vaak de vierde aggregatietoestand genoemd. Hierin zijn de deeltjes van een stof in meer of mindere mate geïoniseerd.
Veel zuivere stoffen komen in de eerste drie aggregatietoestanden voor. Bij een lage temperatuur vormen ze een vaste stof, bij wat hogere temperatuur een vloeistof en bij een nog hogere temperatuur een gas. Onder 'vast' verstaat men meestal een kristallijne vaste stof.
Bij deze veranderingen is het niet nodig dat de chemische bindingen in de moleculen van de stof worden veranderd. Bijvoorbeeld de vloeistof water kan bij lagere temperatuur overgaan in ijs en bij hogere temperatuur in waterdamp, onder bepaalde omstandigheden stoom genaamd. Deze drie fasen zijn allemaal opgebouwd uit hetzelfde H2O molecuul.
De overgang van de vaste stof in een vloeistof noemt men smelten, die van vloeistof in een gas verdampen. Andersom wordt de overgang van gas naar vloeistof condenseren genoemd, en van vloeistof naar vaste stof stollen.
Het is voor sommige stoffen onder bepaalde condities mogelijk om de vloeistoffase over te slaan. Voor de overgang tussen vast en gas spreekt men van sublimeren of vervluchtigen, bij de overgang van gas direct naar vaste stof spreekt men eveneens wel van sublimeren of van verrijpen (of rijpen).
Bij een hoge druk en hoge temperatuur is er geen verschil meer tussen de vloeistof en de gasfase. De druk en temperatuur waarbij dat gebeurt noemt men het Kritische punt en de stof die voorbij dat punt is noemt men superkritisch.
Twee andere en weinig bekende aggregatietoestanden zijn plasma en Bose-Einsteincondensaat ofwel BEC. Plasma is de fase waarin de stof zo sterk verhit wordt (in de orde van duizenden graden Celsius) dat ze elektrisch geleidend wordt. De elektronen van het atoom draaien hierbij niet meer rond de kern, maar hebben zoveel energie dat ze a.h.w. tussen de kernen door bewegen. Dit plasma komt in de natuur enkel voor in de kernen van sterren. Men is er wel al in geslaagd het te vormen in laboratoria, waar het dan onder controle gehouden wordt door een elektromagnetisch veld.
BEC is de tegenhanger van plasma. Het vormt zich als een stof wordt gekoeld tot het absolute nulpunt (0 Kelvin of -273,15°C). Als dit nulpunt zeer dicht benaderd wordt, vallen de atomen van de stof allemaal in dezelfde kwantumfysische fase, waarbij ze één groot superatoom vormen. Iets gelijkaardigs gebeurt met het licht in een laser. Ook deze aggregatietoestand is recent verkregen in een laboratorium. BEC komt voor zover bekend nergens in de natuur voor.
