文档介绍：第七章表面现象
Fundamentals of interface(surface) chemistry
G
L
两相界面处的分子具有特
殊的性质
比表面
A总: 体系的总表面积, V: 体系的体积
m :体系的质量
一、什麽是界(表)面化学
对具有巨大表面积的分散体系,界面分子的
特殊性对体系性质的巨大影响不能忽略
界面化学:在分子(原子)尺度上研究界面
上的物理和化学过程的科学
液体-气体
固体-气体
表面(surface)
液体-液体
液体-固体
固体-固体
界面(interface)
二、表面化学与其他学科的联系
表面化学
生命科学(生物膜及膜模拟化学)
能源科学(三次采油、煤的液化、化学电源)
材料科学(超细材料、材料的表面改型)
信息科学(LB膜,微电子器件)
三、界面化学的发展和现状
1805 T . Young 提出界面张力概念
1806 . Laplase 表面张力与曲率半径关系
1878 Gibbs 表面吸附方程
1916 Langmuir 固体吸附等温方程式
表面与界面化学虽是物理化学的传统研
究领域,但由于电子能谱、扫描隧道显微镜
等新的实验技术的出现,使得表面、界面效
应及粒子尺寸效应的知识呈指数上升式的积
累,提出了在分子水平上进行基础研究的要
求。当前涉及这一领域的研究已成为催化、
电化学、胶体化学的前沿课题,并与生命科
学、材料科学、环境科学、膜技术及医药学
密切相关,是这些相关学科要研究和解决的
核心课题之一。
第一节比表面Gibbs函数和表面张力
Gibbs function of specific surface and
surface tension
G
L
液体表面的分子受到
指向液体内部的合力
作用.
液体表面分子比内部分
子具有更高的能量
2.(比)表面Gibbs函数
Gibbs function of specific surface
在等温等压的条件下,可逆地增加单位表(界)面
积所做的功,称为表(界)面功。
γ:在等温等压且体系所含物质的量不变的
条件下,增加单位表(界)面积所引起
体系Gibbs函数的增量--(比)表(界)面Gibbs函数
dG = -SdT+Vdp+ΣμBdnB-δw’
δw’= -γdA
表面热力学基本关系式
比表面内能
比表面Gibbs函数
比表面Helmholtz函数
比表面焓
比表面能
γ:单位表面积表面层的分子比体系内部同
样数量的分子所高出的能量值。
(二)表(界)面张力
surface (interface) tension
表(界)面张力是平行于表面且垂直作用于表面
上单位长度线段上的表面紧缩力。
(比)表面Gibbs函数和表面张力在数值上是相等的