三、分子聚集态

“聚集态”指物质在某一特定温度和压力下的状态。一般说来，同一种物质在不同情况下可以以固态、液态、气态等多种形态存在，它们都是由同一种分子组成，但分子的聚集方式不同。将组成物质的这些形态的最小颗粒称为组元。固体和液体的组元都是处于紧密聚集状态，常常又统称为凝聚态。在很高的温度下，有些气体的组元不是电中性的分子，而是带正电和带负电的离子，但任何一个小体积内，正离子和负离子的数目大体上相等，它们所贡献的电荷互相抵消，所以总起来还是表现为电中性。这种状态称为等离子态，被认为是物质的第四态（离子本身并不是一种物质状态，因为如果发生电离，物质的化学性质就发生改变，同时涉及物质的化学变化）。

1．物质的分子模型

所有的物体都由分子组成，这些物质分子组成气态、液态和固态以及离子态，它们的基本性质可用表3-3加以说明。

表3-3 物质状态一览表

固态物质通常以特定的形状而存在，即便使用很大的作用力作用在固体物体上，其形状也不会发生改变，这就是在印刷设备调节中，当操作者在印版表面施加外界作用力时，印刷机上印刷滚筒并没有发生形变的原因。但是当清洗液体作用在印版表面时，仅仅是微小的液体颗粒反而影响到印版表面的结构。气体物质，例如空气和凹印领域的甲苯溶剂，都能被很好地浓缩作为液体物质被重新利用。

为了更好地解释上述性质，我们假设，所有的物体均是由微粒组成，这些小微粒通常不能被我们的眼睛所看见，为了便于直观地描述物质形态，我们采用分子模型来表述。

（1）固态物质

所有的固体物质都有固定的形状，并且在电子显微镜下呈现出一定的排列结构[见图3-3（a）]。固体都是由固体颗粒组成的，这些固体颗粒整齐有序地排列在一起，它们之间的黏结力就是通常所说的内聚力。

图3-3 固体、液体物质结构

（2）液态物质

液体没有固定的形状，它们的形状主要取决于容器的形状或者放置在水平面上呈现出水滴状，在分子模型图中，液体微粒将被描述成小钢球形状[见图3-3（b）]。它们同样具备液体的重要性质：形状可变性和流动性，但是，液体的另一个重要性质：液体的扩散力在分子模型中无法模拟出来，我们说，液体由类似于钢球的液体颗粒组成，但是颗粒之间的相互作用力很小。

（3）气态物质

气态物质的模型一般满足气体的两个基本属性：体积可变性和形状可变性，气体通常由小分子组成，这些小分子在空间内做杂乱无章的运动，运动方向如箭头所示。图3-4为气体物质结构示意图。

图3-4 气体物质结构

（4）等离子态

等离子态又称为物质的第四态。虽然它是气体，不过其原子失去电子形成自由电子和正离子，因为两者的数量相等呈电中性，因此又叫做等离子态，它可导电而且受磁场影响，热气体中，因为原子高速碰撞而造成电离现象，形成等离子态，太阳内部的气体就是其中一个例子。低温气体，负电子和正离子会再结合，因此不会形成等离子态。在荧光灯内，存在低压汞蒸气及一些惰性气体，在高电压下，电子急剧加速、碰撞，造成更多电子及正离子，形成等离子态。过程中，汞原子被激发至激发态，由激发态跃至基态，发出电磁波，主要为紫外辐射，紫外辐射投射到管壁的荧光粉时，再转为可见光。空气中的气体分子在紫外线的照射下可以发生电离现象。我们每天接触到的太阳能都是太阳内部气体电离成离子态而释放的能量。

在许多印刷复制过程也涉及了等离子态：在平版和丝网印刷中的晒版过程均使用了氙灯，实质就是气体放电形成等离子态。

2．聚集状态之间的关系和物质的分子排序

表3-4用图示的方法表示物质的聚集状态和相变过程。

表3-4 用图示法表示物质的聚集状态和相变过程