物质真的只有三态吗?

物质真的只有固体、液体、气体三中态吗？我们带着这个疑问来读这篇文章。

固体是有一定体积和形态的物质，在不太大的外力作用下，其体积和形状的改变很小。固体又分为在物理性质上完全不同的两类，一类叫晶体，另一类叫非晶体。晶体的基本特性是各项异性，即均一物体在不同方向上有不同的性质，例如在不同方向上晶体的膨胀系数不同；在不同方向上晶体的力学的，热学的，光学的和电学的性质不同。晶体最显著的特征是有规则的几何形状。当水在玻璃上冻结的时候，水的结晶形成有规则的几何图案，以及单个雪片的规则形状，这是大家都熟悉的。晶体又分为单晶体和多晶体，一切金属都具有多晶构造。分子力保持着金属的单个小晶体一个挨一个，形成一个直接看起来是连续的金属块。虽然每个小晶体是各项异性的，由于单个小晶体在金属中的方位是不规则的，就总体看金属块不显示出各项异性。非晶固体是各项同性的，即它们在一切方向都有相同的物理性质。

物质的第二状态是液态，液体有一定的体积，没有固定的形状，形状随容器的形状而改变。如水、酒精、石油等，液体介于固体与气体之间，在外力作用下不易改变体积，但容易流动。从微观结构来看，液体分子一方面在极小的范围内有像晶体那样的有规则排列（准晶体结构），另一方面又有像气体分子那样的无规则运动并不固定在一定位置。

气体是物质的第三种状态。它是由大量分子组成，能自发地充满任何容器的物质，气体分子间的距离较大，相互作用力较小。大量分子都在作无规则的热运动；所以气体容易压缩，没有一定的形状。大量的气体分子不断和器壁碰撞而产生压强。温度越高分子运动越剧烈，压强就越大。任何气体都可以通过降温和压缩体积的方法使其液化。

现在我们还知道，在固态和液态之间还存在物质的第4种态，这就是液晶态。最早观察到的液晶是神经外鞘髓磷脂，但当时并不知道是液晶。1888年，奥地利植物学家F.Reinitzer做实验时发现,加热的化合物熔化后变成了白色浑浊液体，并呈现某些颜色，继续加热变成白色透明液体。经过详细的研究发现许多有机化合物都有相同的性质，这些化合物像液体一样具有流动性，而光学性质与某些晶体相似，具有各项异性，于是取名液晶。液晶通常是由棒状分子、蝶状分子和平板状分子构成。天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的，目前已达5000多种。对液晶的研究导致一门新兴的技术科学-分子工程的勃然兴起。1964年美国无线电公司发现了液晶的多种光学效应，由此开始了液晶在显示器方面的应用。这也是当前液晶最主要的方向。

物质的第五种态是等离子态。它是在高温下高度电离化的气体。是带正电和带负电的两种微粒的均匀混合。而正负电荷密度几乎相等（从总体上来讲成电中性）的物质系统（其中可以存在极少数未经电离的中性粒子）。例如火焰和电弧中的高温部分、太阳和其他恒星表面的气层等都是等离子体。由于等离子体内部高度电离，存在电磁场和大量运动电荷，不发生一般化学反应，这就使它不同于一般物质。对等离子体的研究可以促进许多科学技术部门的发展。例如氘气在气体放电管中形成的等离子体，在磁场作用下可脱离管壁，并加热到极高温度，以至产生聚变。这就为实现可控热核聚变开辟了途径。此外在天体物理、气体放电、超声流体力学、微波器件与技术方面，等粒子物理学都有重要作用。

物质的第六种态——中子态。在地球上密度最大的物质约每立方厘米几十克，但在宇宙间却存在密度高得多的物质，许多恒星晚期将演化成密度极高的星体，称为致密星体，致密星体大体分为三大类，即白矮星、中子星和黑洞。蟹状星云的中心就是一颗中子星，中子星的核心密度高达1015克/厘米3。中子星内部物质形态与气态、液态、固态或等离子态都不同，称为物质的第六态-中子态。中子星的半径一般只有10km左右大气层薄而密，其下为固态外壳，其成分为铁原子核和自由电子组成的等离子体。外壳以内，成分是富中子核（核中的种子数超过正常状况），自由电子和自由中子。再往里这些富中子核就挤在了一起，界限消失，形成密度极高的“中子海”。

综上所述，物质存在的形态，除一般书所说的气、液、固三态外，还有液晶态、等离子态和中子态。