导图社区 物理化学-界面现象
物理化学-界面现象，内容有： 1、界面张力 2、液体的表面性质 3、固体的表面性质 4、表面化学的应用 ，参考自天大物化教材
含电阻率（四探针等）、扩展电阻、CV、霍尔效应、深能级、复合寿命测量的基本原理、技术与示例，适合半导体材料领域小白。
参考自南开大学《结构化学》视频课程，内容包括量子力学基础、原子结构、分子结构、共轭体系和休克尔分子轨道处理方法，适合材料人参考。
参考自刘恩科等编著的《半导体物理学》，在完整的半导体中，电子的能谱是一些密集的能级组成的带（能带），能带与能带之间被禁带隔开。在每个能带中，电子的能量E可表示成波矢的函数E(k)。在绝对零度时，完全被电子充满的最高能带，称为价带，能量最低的空带称为导带。
社区模板帮助中心，点此进入>>
英语词性
法理
刑法总则
【华政插班生】文学常识-先秦
【华政插班生】文学常识-秦汉
文学常识：魏晋南北朝
【华政插班生】文学常识-隋唐五代
【华政插班生】文学常识-两宋
民法分论
日语高考動詞の活用
界面现象
1、界面张力
界面
密切接触的两相之间的过渡区（几个分子层厚度）
界面层分子受的力与内部分子受的力不同，因此表现出一些特殊的性质， 由此产生界面现象。
表面
若密切接触的两相中有一相是气体则称为表面。
1.1 液体的表面张力、表面功及表面吉布斯函数
产生界面现象的根本原因
表面层的分子处于不对称的力场中——界面张力
结果
液体表面有自动收缩的趋势;
界面层分子有自发与外来分子发生化学或物理结合的趋势。
式中g表示在温度、压力和组成不变的条件下，可逆地增加单位表面积对系统作的非体积功，称为表面功。
表面吉布斯函数、表面功和表面张力是同一现象不同角度观察的结果，因此其数值相等,量纲相同，都是g，但它们的物理意义是不同的。
1.2 界面张力的影响因素
①与物质的本性有关
②与和它接触的另一个相的物性有关
③温度和压力
某些液体、固体的表面张力和液/液界面张力
1.3 热力学公式
（考虑界面功的）多组分多相系统热力学公式
2、液体的表面性质
2.1 弯曲液面的附加压力
拉普拉斯（Laplace）方程
推导
Laplace方程只适用于球形小液滴或是液体中的球形小气泡内的附加压力的计算 对于空气中的肥皂泡，有内外两个表面，均产生向球心的附加压力，因此有:
附加压力的方向
毛细现象
将毛细管插入液体中，管中的液面会发生上升或下降的现象，称之为毛细现象。 其实质是弯曲液面上有附加压力的存在。
松土保墒的原理所在
2.2 弯曲液面的饱和蒸气压
开尔文（Kelvin）公式
结论
2.3 铺展和润湿
润湿
固体表面上的气体被液体取代的过程。
杨氏方程
铺展
少量液体在固体表面上自动展开，形成一层薄膜的过程。
2.4 溶液的表面吸附
(1）溶液的表面吸附和表面张力
溶质加入到溶剂，溶液的表面张力发生变化
溶液表面的吸附
溶质在溶液表面层中的浓度与在体相中浓度不同的现象
表面吸附和浓度扩散之间达到平衡.
（2）吉布斯吸附等温式
表面吸附量（表面过剩量）G
单位表面积的表面层中含溶质的物质的量与 等量溶剂在溶液本体中所含溶质的物质的量之差，单位为mol/m2
吉布斯吸附等温式
式中g为表面张力,c为溶液本体浓度
测定溶液表面张力随浓度变化，可计算不同浓度时的表面过剩。
3、固体的表面性质
1. 固体的表面吸附
固体表面不同部位的吸附和催化活性不同
吸附剂
具有吸附能力的固体物质
常用吸附剂
硅胶、分子筛、活性炭等
吸附质
被吸附物质
（1）物理吸附和化学吸附
物理吸附
示意图
化学吸附
物理/化学吸附均为放热过程
（2）吸附等温式
吸附量
单位质量吸附剂所吸附气体的摩尔数或者其在标准状况下所占有的体积
对于一定的吸附剂和吸附质的体系，达到吸附平衡时， 吸附量是温度和吸附质压力的函数。
吸附等温线的5种类型
经验式——弗罗因德利希等温式
优点
形式简单，使用方便,应用范围广(中压)。
缺点
k和n的物理意义不明确，不能说明吸附作用的机理。
朗缪尔吸附等温式
又称为单分子层吸附理论
基本假设
(1）单分子层吸附
(2）固体表面均匀，各处吸附能力相同;
(3）被吸附在固体表面上的分子，相互之间无作用力
(4）吸附平衡是动态平衡
覆盖率q
Laugmuir吸附等温式
讨论
推导过程
BET吸附等温式及多分子层吸附理论
“BET”是三个提出人名字的首字母
（1）吸附和解析是动态平衡
（2）表面均匀，各处吸附能力相同
（3）多分子层吸附
a.吸附时，不一定等待第一层吸满再吸第二层
b.第一层为化学吸附热
c.第二层以上吸附热都相等，为冷凝热。
4、表面化学的应用
1.表面活性剂
一般表面活性剂分子都是由亲水性的极性基团(亲水基) 和憎水(亲油)性的非极性基团两部分所构成
分子的排布方式
其一，憎水基被推出水面，伸向空气，亲水基留在水中，结果表面活性剂分子在界面上定向排列，形成单分子表面膜;
其二，分散在水中的表面活性剂分子以其非极性部位自相结合，形成憎水基向里、亲水基朝外的多分子聚集体，称为缔合胶体或胶束。
表面压力
表面膜中分子在二维平面上作热运动，对四周边缘产生压力，称为表面压力， 与表面张力方向相反，使表面张力降低。
临界胶束浓度
形成临界胶团所需表面活性剂的最低浓度
表面活性剂的性质变化
2.表面活性剂的应用及其分类
章节小结
主要公式
基本概念
计算类型
