Vaste stof

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Water in vaste vorm

Vaste stof is materie die zich in de vaste aggregatietoestand bevindt.

De vaste aggregatietoestand in het dagelijks leven en in de natuur[bewerken]

Alle voorwerpen bestaan minstens voor een deel uit vaste stof, daardoor kunnen we ze vastpakken. Alles uit het dagelijks leven waar we op kunnen lopen, tegenaan kunnen leunen, op kunnen zitten enzovoorts bestaat geheel of gedeeltelijk uit vaste materie. Voorbeelden van vaste stof in het dagelijks leven zijn metalen en plastic gebruikvoorwerpen, textiel en aardewerk. In de natuur komt de vaste aggregatietoestand voor in de vorm van stenen, maar ook plantaardig materiaal is vaak vast. Zand is niets anders dan heel kleine stukjes steen en is dus ook vaste stof.

Structuur[bewerken]

Natuurkundig gezien bestaat vaste stof uit atomen, die, anders dan bij gasvormige en vloeibare materie, een vaste, onveranderlijke positie ten opzichte van elkaar innemen. Dat kan zijn in een regelmatig kristalrooster, of in een onregelmatige structuur zoals bij glas. De bestudering van kristaltructuren van vaste materialen (bijvoorbeeld legeringen) en van vaste scheikundige stoffen vormt het domein van de vastestoffysica en de kristallografie, twee vakdisciplines binnen de natuurwetenschappen.

Organische weefsels hebben verschillende inwendige structuren. Sommige onderdelen van het menselijk lichaam zijn geheel vaste stof, met name kalk in botweefsel. Bloed is 'vloeibaar weefsel': vaste deeltjes (bloedcellen) die zich in suspensie in het bloedplasma bevinden. De meeste cellen in de plantaardige en dierlijke weefsels bestaan voor meer dan tweederde uit water, en kunnen in natuurkundige zin nog het beste als een gel van water en eiwitten worden beschreven. In de biochemische kristallografie worden specifieke eiwitten als droge stof uit celmateriaal geïsoleerd om hun kristalstructuur te onderzoeken.

Enkele eigenschappen[bewerken]

Elasticiteit[bewerken]

Vaste stof vertoont een veel grotere weerstand tegen vervorming dan vloeistof of gas. Echter onder hoge belastingen kan er tijdelijke, elastische dan wel blijvende, niet-elastische vervorming optreden, of kan vast materiaal zelfs breken. Bij materiaal dat uit korrels of andersoortige losse delen bestaat kan, bijvoorbeeld bij zijdelingse belasting, liquefactie (vervloeiing) optreden, vooral als het geheel gemengd is met een vloeistof. De cohesiekrachten tussen de korrels worden dan verbroken en het geheel gaat zich gedragen als een vloeistof. Drijfzand, sommige lawines en aardverschuivingen maar ook het bijna weerstandsloos glijden van een schaatser zijn verschijnselen waarbij vervloeiing optreedt.

Dichtheid[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie Dichtheid van vaste stoffen voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Sommige stoffen en materialen in de vaste aggregatietoestand blijven drijven op water, andere zinken. Dit heeft te maken met de soortelijke massa (dichtheid) die voor ieder vast materiaal en vaste scheikundige stof specifiek is. Als deze dichtheid groter is dan die van water (1000 kg/m³) zal de vaste stof zinken. De zwaarste vaste stoffen zijn metalen zoals uranium, met een dichtheid van 18950 kg/m³ en iridium met een dichtheid van 22650 kg/m³. Het lichtste vaste materiaal is door mensen gemaakt en heet aerogel, dit heeft een dichtheid van 1,9 kg/m³, dus 526 keer zo licht als water. Hierbij is sprake van vermenging van vaste stof met een gas. Dit geldt ook voor kurk maar veel minder voor balsahout dat een dichtheid van 40 tot maximaal 300 kg/m³ kan hebben.[1]

Geleiding[bewerken]

Individuele stoffen en materialen worden ook gekenmerkt door hun specifieke elektrische geleidbaarheid: de mate waarin ze, in de vaste aggregatietoestand, elektriciteit geleiden. Metalen zijn elektrisch geleidend, materialen als plastic, hout en steen zijn dat niet of nauwelijks. Ook de mate van warmtegeleiding verschilt per soort vaste stof.