13界面现象.ppt

第十三章表面物理化学
§ 序言
一、界面与界面科学
界面:紧密接触的两相之间的过渡区域,几个分子的厚度。
界面科学:
研究界面的性质及其随物质本性而变化的规律,即界面性质随两相中物质性质的变化而变化的规律。
目前已有发展较系统的学科分支:“表面化学”、“表面物理”等等。
二、界面的种类
根据物质存在的形态:固(s)、气(g)、液(l),界面有 5 类:
气液:V-L
气固:V-S
习惯上称之为“表面”(有一相为气相)
液液:L-L
液固:L-S
固固:S-S
“界面”
三、界面特性
1. 界面是一个物理区域( 厚约几个分子,  10 nm),并非几何平面;
界面是由一相过渡到另一相的过渡区域;界面也称作界面相、界面区、界面层;
2. 界面层分子与内部(本体相) 分子性质不同,两者所处环境不同。
内部分子:受邻近各方向的力彼此抵消;
界面分子:受不同的两相中的物质分子的作用。
例如:
对于气-液相界面(表面),表面层分子与液相内部分子性质不同。
表面分子受到指向液体内部的拉力,致使液体表面有自发收缩成表面积最小的趋势。
亦即一个孤立(忽略重力)的液滴趋于呈球形,因为球形是表面积与体积比最小的形状。
四、比表面(A0)
常用比表面(A0)来表示多相的分散体系的分散程度。
(单位体积物质的表面积)
(单位质量物质的表面积)
1)分割越细,比表面 A0 越大;
2)在 107~ 10 9 m 胶体范围内,比表面 A0 很大,即界面效应相当突出。
§ 表面张力和表面吉布斯自由能
一、表面自由能
如前分析,V-L 表面相分子受到垂直指向液体内部的吸引力,即表相分子比本体相分子具有额外的表面能。
要使表面积增加,即把分子从体相拉到表相,外界必须作功。