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粘土胶体化学
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第一节 胶体的概念和特征
油田化学研究的体系和过程十分复杂，绝大多数体系属于或涉及胶体分散体系。如原油其实是油和水的乳状液，可归为胶体，而油藏则是巨大而复杂的高度分散体系。原油开发涉及，
界面分子定向，界
面化学反应，
界面力的研究
有序组
合体
溶液中有序
分子组合体
生物膜与仿生膜
有机无机
混合膜
有序组合体
中的物理化学反应
胶束、微乳液、泡囊等
BLM膜，LB膜、脂质体，
液晶，分形体等
夹心结构，溶胶—凝胶膜
等
分子间相互作用力
（氢键力、范德华力、
分子形状、弯曲能、相图）
液晶理论，类脂体与
蛋白质的相互作用，
分形理论
增溶现象，胶束催化，
定向合成
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第一章 粘土胶体化学基础
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第一章 粘土胶体化学基础
丁达尔效应
由于溶胶的光学不均匀性，当一束波长大于溶胶分散相粒子尺寸的入射光照射到溶胶系统，可发生散射现象－丁达尔现象。
丁达尔现象的实质是溶胶对光的散射作用。
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第一章 粘土胶体化学基础
2、胶体体系的基本特征
1）具有多相性
相和相界面：相是指那些物质的物理性质和化学性质都完全相同的均匀部分。体系中有两个或两个以上的相，称为多相体。相与相之间的接触面称为相界面。
分散相与分散介质： 在多相分散体系中，被分散的物质叫做分散相。包围分散相的另一种连续介质，称为分散介质。
分散度和比表面：分散度指分散相的分散程度，通常用分散相颗粒平均直径或长度的倒数（ D＝1／a）来表示。比表面是物质分散度的另一种量度，其数值等于全部分散相颗粒的总面积与总质量(或总体积)之比。也即单位体积或单位重量（质量）物质的总的表面积。物质的颗粒愈小，分散度愈高，比表面愈大 。
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第一章 粘土胶体化学基础
胶体体系首先是以分散相颗粒有一定大小为特征的，故胶粒本身与分散介质之间必有相界面，就是说胶体体系都是多相分散体系，多相性是胶体的一个重要特征。
真溶液，溶质能自发地分散在介质之中，使体系的自由能减少，因此真溶液是热力学稳定体系。缔合胶体是一种亲液胶体，也是热力学稳定体系。但在制备许多胶体时，分散相不能自发地分散在介质中，需要作功强迫它分散成细颗粒，使体系的表面自由能增大，因此多相分散的胶体是热力学不稳定体系，这就是真溶液与憎液胶体的根本区别。
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第一章 粘土胶体化学基础
2）具有高度分散性
胶体体系中，分散相颗粒分散得很细，即分散相的分散（程）度很高。
3）具有聚结不稳定性
胶体都是高度分散的多相体系，具有非常大的总表面积，相应地具有很高的总表面自由能，是热力学不稳定体系，体系表面自由能有自发减小的倾向，胶体体系中分散得很细的分散相微粒就有自动聚结（自动降低分散度）以缩小总表面积的趋势，这就是胶体的聚结不稳定性。
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第一章 粘土胶体化学基础
第二节 常见粘土矿物及性质
石油勘探开发过程中，油田化学工作液要用到粘土作为施工材料（如钻井液、调剖堵水剂等），油田化学剂或油田化学工作液接触的地层含有大量的粘土矿物，它们的性能变化与工艺施工的效果成败、储层保护等关系密切，了解和掌握其晶体结构和性质，有重要的指导价值。
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第一章 粘土胶体化学基础
1）硅氧四面体及四面体片
硅氧四面体：由一个硅原子和4个氧原子组成，硅位于正四面体中心(见图1-1)。由多个硅氧四面体在a、b两方向上有序排列组成四面体片。四面体片有如下特点 共有三个层面：两层氧原子和一层硅原子，上下两层氧原子均形成六角环(空心)； 在a、b两方向上无限延续。
图1-1 硅氧四面体
粘土矿物的种类繁多，一般分为层状结构和链状结构两大类。主要介绍常见的层状粘土矿物。
1、粘土矿物的基本构造单元
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第一章 粘土胶体化学基础
2）铝氧八面体和八面体片
铝氧八面体：由一个铝和六个氧或氢氧原子团组成，铝位于正八面体中心，氧或氢氧原子团位于六个顶角。(见图1-2)。由多个铝氧八面体在a、b两方向上有序排列组成八面体片。八面体片特点 在a、b二维方向上无限延伸； 共有三个层面，铝原子层位于中间；上下两个层面组成六角形(实心)。
图1-2 铝氧八面体
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第一章 粘土胶体化学基础
3）层状粘土矿物的分类
单位晶层：由硅氧四面体片与铝氧八面体片组成的在C轴方向上能重复再现的最小单位，称单位晶层或基本结构层，也称单位晶胞。
四面体片和八面体片对称性相似(都是六角对称的)，六角环大小相等，他们可