Physik

Fest, flüssig, gasförmig – Gibt es weitere Aggregatzustände?

Stand
Autor/in
Gábor Paál
Gábor Paál

Es gibt schon noch mehr, aber das sind diejenigen, die unter Alltagsbedingungen auftreten, in denen wir es mit „normalen“, also intakten Atomen beziehungsweise Molekülen zu tun haben. Was diese drei Zustände unterscheidet, ist die Art, wie die Moleküle zusammenhängen.

  • Im gasförmigen Zustand sind die einzelnen Moleküle nicht miteinander verbunden; jedes Molekül fliegt in seinem eigenen Tempo durch die Gegend, unabhängig davon, was die anderen machen.
  • In Flüssigkeiten sind die Moleküle zwar miteinander verbunden, können sich aber gegeneinander verschieben. Das heißt, sie wechseln sozusagen ständig ihre Nachbarn. Sie bleiben zwar nicht an einem Ort, aber sie entfernen sich auch nicht aus dem Verbund.
  • Bei Festkörpern dagegen sind die Moleküle ortsfest und oft in einer Art Gerüst angeordnet. Die Moleküle wackeln zwar ein bisschen – das ist die Brownsche Molekularbewegung – aber sie bewegen sich nicht davon, sondern bilden ein relativ starres Gitter. Dadurch ist die Materie fest und zerfließt nicht.

Weitere Aggregatzustände: Plasma und Neutronensterne

Diese drei Aggregatzustände sind uns vertraut, weil normale Moleküle auch keine anderen Alternativen haben: Entweder sie sind miteinander verbunden oder nicht. Oder eben ein bisschen. Immer vorausgesetzt, wir haben es mit normalen intakten Molekülen und Atomen zu tun. Ist diese Voraussetzung nicht gegeben, können auch andere Materieformen auftreten bzw. man kann sie technisch erzeugen – zum Beispiel: Plasma.

Ein Plasma ähnelt einem normalen Gas. Mit dem Unterschied, dass die Atome und Moleküle zerfallen sind in geladene Teilchen. Auch die Elektronen sind nicht mehr im Atomverbund, sondern fliegen eigenständig umher. Ein solches Plasma hat deshalb besondere Eigenschaften – es kann beispielsweise Strom leiten oder Licht emittieren – deshalb betrachten es viele auch als einen eigenen Aggregatzustand. Solche Plasmen kann man unter irdischen Bedingungen noch relativ leicht erzeugen – sonst gäbe es ja keine Plasmabildschirme.

Neutronensterne sind ein Beispiel für einen Materiezustand, der nur unter Extrembedingungen im Weltraum vorkommt. Neutronen kennen wir normalerweise als Teil von Atomen. Sie bilden zusammen mit den Protonen den Atomkern, während die Atomhülle aus Elektronen besteht. Die Materie in einem Neutronenstern besteht dagegen nicht aus Atomen, sondern aus lauter Neutronen. Wie kann das sein? Neutronensterne entstehen, wenn ein relativ schwerer Stern in sich zusammenfällt. Der Druck kann dann so groß werden, dass auch die Atome kollabieren. Dabei werden auch die Elektronen mit den Protonen zu Neutronen zusammengepresst, sodass von den Atomen nur die Neutronen übrig bleiben. Dass das eine besondere Materieform ist, merkt man schon am Gewicht: Ein Kubikzentimeter eines Neutronensterns wiegt nämlich 100 Millionen Tonnen!

Plasma und Neutronensterne sind somit zwei Beispiele für Materieformen jenseits der klassischen Aggregatzustände fest, flüssig und gasförmig.

Tiere Warum ist Taubenkot so schwer zu entfernen?

Taubenkot besteht unter anderem aus Harnsäure; die ist nur schwer wasserlöslich. Der Kot klebt auf Oberflächen und geht durch regen nicht ab. Von Paula Kersten | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Derzeit gefragt

Redensart "Jemandem den Schneid abkaufen" – Woher kommt der Ausdruck? Was bedeutet er?

Bundesaußenminister Guido Westerwelle (1961 - 2016) verteidigte 2010 mit dieser Formulierung die Auswahl seiner Begleiter aus der Wirtschaft bei seinen Auslandsreisen, z. B. nach Brasilien. Von Gábor Paál | http://swr.li/schneid-abkaufen | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Sprache "Beutelschneiderei" – Wo hat dieser Ausdruck seinen Ursprung?

Die Leute hatten früher ihre Wertsachen in Beuteln bei sich. Und Beutelschneider waren geschickt genug, um einem anderen den Beutel abzunehmen. Es gibt heute noch Leute, die einem die Hosensäcke oder die Rucksäcke in der U-Bahn aufschneiden. Von Rolf-Bernhard Essig

Schreibmaschine QWERTZ – Woher kommt unsere Tastaturbelegung?

Die meisten, die irgendwann das Tastaturschreiben lernen, fragen sich: Woher kommt diese scheinbar vollkommen unlogische Anordnung der Tasten? Die Antwort führt ins Jahr 1868. Von Constantin Goldann

Zeitgeschichte Gab es Zusagen an Moskau, die NATO nicht nach Osten zu erweitern?

Wurde in den Verhandlungen 1990 eine entsprechende Zusage getroffen? Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Gesundheit Mit dem Rauchen aufhören: Wann ist der Körper wieder auf Nichtraucherniveau?

Das Rauchen hat viele Auswirkungen auf den Körper. Manche verschwinden, wenn man aufhört, schneller, andere brauchen länger. Recht schnell verschwinden die unmittelbaren Symptome, also der Raucherhusten und die Kurzatmigkeit. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0.

Holocaust 6 Millionen ermordete Juden – Woher stammt diese Zahl?

6 Millionen Juden haben die Nationalsozialisten ermordet. Rund 4 Millionen Menschen starben in Konzentrations- und Vernichtungslagern, 2 Millionen durch Massaker. Von Gábor Paál | Text und Audio dieses Beitrags stehen unter der Creative-Commons-Lizenz CC BY-NC-ND 4.0. | http://swr.li/holocaust