I gas erano un enigma per i primi scienziati che erano sconcertati dalla loro libertà di movimento e apparente assenza di peso rispetto ai liquidi e ai solidi. In realtà, non hanno determinato che i gas costituivano uno stato di materia fino al 17 ° secolo. Dopo uno studio più approfondito, hanno iniziato a osservare proprietà coerenti che definivano i gas. L'unica distinzione che inizialmente ha sconcertato gli scienziati - quella delle particelle di gas che hanno più spazio per muoversi liberamente rispetto alle particelle di solidi o liquidi - informa ciascuna delle proprietà che tutti i gas hanno in comune.

Bassa densità

I gas contengono molecole disperse che sono disperse in un dato volume e sono quindi meno densi che nei loro stati solido o liquido. La loro bassa densità conferisce fluidità ai gas, che consente alle particelle di gas di muoversi rapidamente e in modo casuale l'una sull'altra, espandendosi o contraendosi senza un posizionamento fisso. Le distanze medie tra le molecole sono abbastanza grandi che le interazioni tra le molecole non interferiscono con il loro movimento.

Forma indefinita o volume

I gas non hanno forma o volume definiti. Il movimento casuale del gas le molecole permettono loro di espandersi o contrarsi per assumere il volume del contenitore che le contiene. Pertanto, il volume di un gas si riferisce allo spazio del contenitore in cui le sue molecole hanno un raggio di azione. Questa proprietà si traduce in gas che occupano più spazio di quanto lo sarebbero nel loro stato liquido o solido. Anche i gas si contraggono e si espandono di quantità prevedibili a seconda delle variazioni di temperatura e pressione.

Compressibilità ed espandibilità

La bassa densità di gas li rende comprimibili dal momento che le loro molecole possono essere posizionate molto distanti l'una dall'altra . Ciò consente loro di muoversi liberamente per adattarsi agli spazi vuoti tra loro. Proprio come i gas sono comprimibili, sono anche espandibili. La libertà delle molecole di gas li fa assumere la forma di qualsiasi contenitore in cui sono collocati, riempiendo il volume del contenitore.

Diffusività

Data la grande quantità di spazio tra le molecole di gas, due o più gas possono mescolarsi rapidamente e facilmente l'uno con l'altro per formare una miscela omogenea. Questo processo è chiamato diffusione.

Pressione

Le molecole di gas sono in costante movimento. Esercitano una pressione, o forza per unità di superficie, sulla superficie interna del loro contenitore. La pressione varia in base alla quantità di gas limitata al volume di un determinato contenitore, alla temperatura e alla pressione.