Een gas wordt gedefinieerd als een staat van de materie bestaande uit deeltjes die geen van beide hebben gedefinieerd volume noch gedefinieerde vorm. Het is een van de vier fundamentele toestanden van materie, samen met vaste stoffen, vloeistoffen en plasma. Onder normale omstandigheden bevindt de gastoestand zich tussen de vloeistof- en plasmatoestanden. Een gas kan bestaan uit atomen van één element (bijvoorbeeld H2, Ar) of van verbindingen (bijvoorbeeld HCl, CO2) of mengsels (bijvoorbeeld lucht, aardgas).
Of een stof al dan niet een gas is, hangt af van de temperatuur en druk. Voorbeelden van gassen bij standaard temperatuur en druk omvatten:
- lucht (een mengsel van gassen)
- chloor- in Kamer temperatuur en druk
- ozon
- zuurstof
- waterstof
- waterdamp of stoom
Lijst van de elementaire gassen
Er zijn 11 elementaire gassen (12 als je ozon meetelt). Vijf zijn homonucleaire moleculen, terwijl zes monatomisch zijn:
- H2 - waterstof
- N2 - stikstof
- O2 - zuurstof (plus O3 is ozon)
- F2 - fluor
- Cl2 - chloor
- Hij - helium
- Ne - neon
- Ar - argon
- Kr - krypton
- Xe - xenon
- Rn - radon
Behalve waterstof, dat zich linksboven in het periodiek systeem bevindt, bevinden elementaire gassen zich aan de rechterkant van de tabel.
Eigenschappen van gassen
Deeltjes in een gas zijn ver van elkaar gescheiden. Bij lage temperatuur en gewone druk lijken ze op een "ideaal gas" waarin de interactie tussen de deeltjes te verwaarlozen is en de botsingen ertussen volledig elastisch zijn. Intermoleculaire bindingen tussen gasdeeltjes hebben bij hogere drukken een groter effect op de eigenschappen. Vanwege de ruimte tussen atomen of moleculen zijn de meeste gassen transparant. Een paar zijn vaag gekleurd, zoals chloor en fluor. Gassen reageren meestal niet zo sterk als andere materietoestanden op elektrische en gravitatievelden. Vergeleken met vloeistoffen en vaste stoffen hebben gassen een lage viscositeit en een lage dichtheid.
Oorsprong van het woord "gas"
Het woord "gas" is bedacht door de 17e-eeuwse Vlaamse chemicus J.B. van Helmont. Er zijn twee theorieën over de oorsprong van het woord. Een daarvan is dat het de fonetische transcriptie van Helmont is van het Griekse woord Chaos, met de g in het Nederlands uitgesproken als de ch in chaos. Paracelsus 'alchemistische gebruik van' chaos 'verwees naar zeldzaam water. De andere theorie is dat van Helmont het woord van heeft overgenomen geist of gahst, wat geest of geest betekent.
Gas versus plasma
Een gas kan elektrisch geladen atomen of moleculen bevatten die ionen worden genoemd. In feite is het gebruikelijk dat gebieden van een gas willekeurige van voorbijgaande aard geladen gebieden bevatten vanwege van der Waals-krachten. Ionen met dezelfde lading stoten elkaar af, terwijl ionen met een tegengestelde lading elkaar aantrekken. Als de vloeistof volledig uit geladen deeltjes bestaat of als de deeltjes permanent geladen zijn, is de toestand van de materie a plasma in plaats van een gas.