Maddeler doğada katı, sıvı ve gaz halde bulunurlar. Son yıllarda plazma hali de dikkate alınmaya başlanmıştır.

Katı Hali: Akışkan olmayan, basınç ile hacmi değişmeyen genellikle sert ve kırılabilen maddelerdir. Belirli hacim ve şekilleri vardır. Katı tanecikleri titreşim hareketi yaparlar. En düzenli hal olarak nitelendirilir.

• Belirli bir şekilleri ve hacimleri vardır.
• Akışkan değildirler.
• Özdeş moleküllerden oluşurlar.
• Molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri çok güçlüdür.

Sıvı Hali: Basınç ile hacmi değişmeyen, bulunduğu kabın doldurduğu kısmının şeklini alan akışkan maddelerdir. Belirli hacimleri vardır. Sıvı tanecikleri titreşim ve yer değiştirme hareketi yaparlar. Katı halden sonraki en düzenli hal olarak nitelendirilir.

• Belirli bir şekilleri yoktur, ancak belirli bir hacimleri vardır.
• Akışkandırlar.
• Özdeş moleküllerden oluşurlar.
• Molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri katılardan daha zayıftır, ancak gazlardan daha güçlüdür.

Gaz Hali: Bulunduğu kabın hacmini alabilen, basınç ile hacminde önemli değişiklikler olan akışkan maddelerdir. Belirli hacimleri yoktur. Gaz tanecikleri titreşim, öteleme ve dönme hareketi yaparlar. En düzensiz hal olarak nitelendirilir.

• Belirli bir şekilleri ve hacimleri yoktur.
• Akışkandırlar.
• Özdeş moleküllerden oluşmazlar.
• Molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri çok zayıftır.

Plazma Hali: Gaz halinin ısıtılarak maddenin molekül, atom, iyon ve elektronlarının bir arada bulunduğu karışımdır. N₂, N, N⁺ ve e^– nin bir arada bulunduğu durum plazma haline örnektir. Bunun yanında ateş, güneş, yıldız ve floresan lambaları plazma haline örnektir.

Hal Değişimi

Maddenin fiziksel hallerinin birbirine dönüşümüne hal değişimi denir. Hal değişimi, maddenin sıcaklığı veya basıncındaki değişime bağlı olarak gerçekleşir. Hal değişimi sırasında maddenin fiziksel özellikleri değişir.

• Erime: Katıların sıvı hale geçmesidir. Erime sırasında maddenin sıcaklığı artar.
• Donma: Sıvıların katı hale geçmesidir. Donma sırasında maddenin sıcaklığı düşer.
• Kaynama: Sıvıların gaz hale geçmesidir. Kaynama sırasında maddenin sıcaklığı artar ve basıncı sabittir.
• Yoğunlaşma: Gazların sıvı hale geçmesidir. Yoğunlaşma sırasında maddenin sıcaklığı düşer ve basıncı artar.
• Çözünme: Bir maddenin başka bir madde içinde homojen bir şekilde dağılmasıdır. Çözünme sırasında maddenin sıcaklığı veya basıncı değişmez.
• Çökme: Bir maddenin başka bir madde içinde çözünmeden çökmesidir. Çökme sırasında maddenin sıcaklığı veya basıncı değişmez.

– Katı —> sıvı —> gaz dönüşümlerinde,

• Kütle değişmez.
• Madde ısı alır (endotermik).
• Düzensizlik artar.
• Kimyasal özellik değişmez.
• Genellikle yoğunluk azalır.
• Genellikle hacim büyür.
• Moleküler arası boşluklar genellikle artar.
• Potansiyel enerji artar.
• Molekül yapısı değişmez.

– Katı tanecikler yalnızca titreşim, sıvılar hem titreşim hem de dönme, gazlar ise öteleme, dönme ve titreşim hareketi yaparlar.

Su Döngüsü

Suyun yeryüzünde; buharlaşma, yoğunlaşma, yeraltına süzülme, kaynak ve akarsu olarak tekrar yüzeye çıkma, bir göl veya denize akma gibi hareketlerine su döngüsü denir. Bu hareketlerle su bir yerden başka bir yere taşınır veya aktarılır. Aktarım üç fiziksel halde de olabilir. Güneşin etkisiyle denizlerde ve okyanuslarda buharlaşma olur. Buharlaşan su atmosferde bulut halinde birikir. Rüzgarın etkisiyle bulutlar hareket eder. Soğuk hava tabakası ile karşılaşan su buharı yoğunlaşarak yağmur veya kar şeklinde yeryüzüne düşer.

Denizlerde ve okyanuslarda yağıştan daha fazla buharlaşma olur. Karalarda ise buharlaşmadan daha fazla yağış olur. Bu yağışın nehirlerle veya yeraltı kaynakları ile tekrar denizlere dökülmesi dengeyi sağlar. Yeraltı sularının bir kısmı bitki kökleri tarafından emilir. Emilen bu suyun bir kısmı fotosentezde kullanılır, bir kısmı ise terleme yolu ile tekrar atmosfere döner. Bu sayede dünya yüzeyindeki su miktarları değişmezken kullanılabilir su miktarı (içme suyu gibi) çeşitli etkenlerden dolayı azalmaktadır.