化學原理啟迪401
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1.
物質的三相到底有何差異，你只要想想水的三相變化就能瞭解。滑翔、游泳和滑冰都是在水中進行的，但是，這三種運動是在水的不同相中進行。很顯然地，水在氣相、液相和固相的分子排列必定非常不同。
2.
氣體這種物質，它的組成粒子們彼此距離遙遠，粒子們的運動是隨機、凌亂的，彼此的作用力非常小。分子動力模型的建立是為了說明理想氣體行為，真實的氣體在高溫與低壓下，行為接近理想氣體。
3.
固體的性質顯然與氣體十分不同。氣體的組成粒子密度低、具高度可壓縮性，並且能完全充滿容器。固體的密度非常高，只能夠壓縮一點點，並且堅硬，固體物質會維持自己的形狀、不會隨容器改變形狀。這個性質顯示，固體的組成粒子彼此非常靠近，並且強烈吸引彼此。
4.
液體的性質介於固體和氣體之間，但並不是剛好在二種相的中間，這點可從水在三種不同相中的性質得以證明。舉例來說，比較冰塊在0℃融化成水，與液態水在100℃蒸發的焓變化（熱含量變化）：
H2O(s)→H2O(l)
ΔH°fus＝6.02
kJ/mol
H2O(l)→H2O(g)
ΔH°vap＝40.7
kJ/mol
5.
焓變化的數值顯示，液態變成氣態的結構變化大於固態變成液態。這個結果顯示，在液態水的組成分子彼此的引力很強，十分類似固態冰的組成分子，不過液態水的分子們彼此的引力不如固態冰的分子那麼強。
6.
液態與固態的相似性，也可從水在三相中的密度得以證實。液態水與固態水的密度十分接近：
固態的水（0℃，1atm） 密度：0.9168g/cm3
液態的水（25℃，1atm） 密度：0.9971g/cm3
氣態的水（400℃，1atm） 密度：3.26×10－4g/cm3
7.
壓縮性也能夠說明水在不同相之間的關係。在25℃氣溫下，液態水在1大氣壓下的密度是 0.99707
g/cm3，在1065大氣壓下的密度是 1.046
g/cm3。氣壓改變幅度很大，密度的變化卻很小。固態水「冰」也有同樣是如此，壓力變大卻密度沒有什麼變化。
8.
另一方面，在400℃氣溫下，水蒸氣的密度在1大氣壓下的密度是3.26×10－4g/cm3，在242大氣壓下密度是0.157g/cm3，密度改變幅度非常大。
9.
結論很清楚。物質的液態與固態有許多相似性，但是物質的液態與固態則與氣態非常不同。當我們用固態與液態結構去發展模型時，我們必須謹記以上特性。
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