导图社区 物理化学 第十一章 界面化学
物理化学天大版第十一章界面化学知识点思维导图
本图整理了无机元素化学碱金属和碱土金属的章节内容，包括碱金属和碱土金属单质和氧化物的性质，单质的制备等知识点。
包含无机元素化学卤素的知识点，内容完整，结构清晰，对卤素，拟卤素等的化学性质、用途和制备都做了细致的要点梳理。值得收藏学习！
无机化学第六章晶体结构与离子键思维导图，包含晶体结构基础，离子键，偶极矩等知识点，内容详实，知识点全面。平时背诵、查看很方便。都是根据个人对教材的理解整理所得，大家可以根据自己的复习情况进行增减。希望能帮助大家理清知识脉络、提高学习效率，祝大家考试顺利~
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界面化学
简介
界面物理化学
在分子（原子）尺度上研究界面上的物理和化学过程的科学
界面
两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面
常见的界面
表面
气-液界面
气-固界面
液-液界面
液-固界面
固-固界面
界面现象的本质
比表面
表示物质分散的程度
单位质量固体所具有的表面积
单位体积固体所具有的表面积
分散度
把物质分散成细小微粒的程度
把一定大小的物质分割得越小，则分散度越高，比表面也越大
溶液的表面吸附
Gibbs 吸附公式
表面吸附
物质在表面上富集的现象
dg/dc2<0
增加溶质2的浓度使表面张力下降，G2为正值，是正吸附
dg/dc2>0
增加溶质2的浓度使表面张力升高，G2为负值，是负吸附
液-液界面的性质
液-液界面的铺展
如果，则液体1能在液体2上铺展。反之，则液体1不能在液体2上铺展
单分子层表面膜
成膜材料
两亲分子，带有比较大的疏水基团
天然的和合成的高分子化合物
应用
降低水蒸发的速度
测定蛋白质分子的摩尔质量
使化学反应的平衡位置发生移动
表面压
液-固界面——润湿作用
润湿过程
粘湿过程
液体与固体从不接触到接触，使部分液-气界面和固-气界面转变成新的固-液界面
粘湿功的绝对值愈大，液体愈容易粘湿固体，界面粘得愈牢
浸湿过程
在恒温恒压可逆情况下，将具有单位表面积的固体浸入液体中，气－固界面转变为液－固界面的过程
铺展过程
等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单位面积的气液界面
S 称为铺展系数，若S≥0，说明液体可以在固体表面自动铺展
接触角与润湿方程
若接触角大于90°，说明液体不能润湿固体
若接触角小于90°，液体能润湿固体
吸附现象的本质
物理吸附
吸附力是由固体和气体分子之间的van der Waals引力产生的，一般比较弱
吸附热较小，接近于气体的液化热，一般在几个 kJ/mol以下
吸附无选择性，任何固体可以吸附任何气体，当 然吸附量会有所不同
吸附稳定性不高，吸附与解吸速率都很快
吸附可以是单分子层的，但也可以是多分子层的
吸附不需要活化能，吸附速率并不因温度的升高而变快
化学吸附
吸附力是由吸附剂与吸附质分子之间产生的化学键力，一般较强
吸附热较高，接近于化学反应热，一般在42kJ/mol以上
吸附有选择性，固体表面的活性位只吸附与之可发生反应的气体分子，如酸位吸附碱性分子，反之亦然
吸附很稳定，一旦吸附，就不易解吸
吸附是单分子层的
吸附需要活化能，温度升高，吸附和解吸速率加快
共同之处
无论是物理吸附还是化学吸附, 吸附过程通常是放热的.
吸附热均可用克-克方程计算
Langmuir 吸附可用于两类吸附
化学吸附热大于物理吸附热, 两类吸附的重要标志.
化学吸附热
定义
在吸附过程中的热效应称为吸附热。物理吸附过程的热效应相当于气体凝聚热，很小；化学吸附过程的热效应相当于化学键能，比较大
取号
吸附是放热过程，但是习惯把吸附热都取成正值
吸附热的分类
积分吸附热
微分吸附热
吸附热的测定
直接用实验测定
从吸附等量线求算
色谱法
固-液吸附
固-液吸附的特点
多组分的竞争吸附，没有空白表面，影响因素复杂
表观吸附量
溶液中所含杂质的影响往往不可忽略
和气固吸附相比，液固吸附达平衡时间更长
多为物理吸附，一般来说，和固体表面性质相近者易被吸附
吸附等温线
S型
溶剂有强烈竞争吸附，且溶质为垂直定向吸附
L型
溶剂吸附少，且溶质为线形分子，躺式吸附
H型
溶质与固体吸附力强，化学吸附
表面张力及表面Gibbs自由能
表面张力
作用于单位边界线上的力
方向
垂直与表面的边界，指向液体方向并与表面相切
表面功
温度、压力和组成恒定时，可逆使表面积增加dA所需要对系统作的非体积功
为比例系数，它在数值上等于当T
Antonoff 规则
表面热力学的基本公式
表面自由能
广义定义
狭义定义
界面张力与温度的关系
Eötvös
Ramsay 和 Shields
溶液的表面张力与溶液浓度的关系
非表面活性物质
能使水的表面张力明显升高的溶质称为非表面活性物质。如无机盐和不挥发的酸、碱等
表面活性物质
加入后能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质
Traube 规则
同一种溶质在低浓度时表面张力的降低与浓度成正比
稀溶液的曲线的三种类型
曲线Ⅰ
非离子型有机物
曲线Ⅱ
曲线Ⅲ
表面活性剂
固体表面的吸附
固体表面的特点
固体表面分子（原子）移动困难，只能靠吸附来降低表面能
固体表面是不均匀的 ，不同类型的原子的化学行为、吸附热、催化活性和表面态能级的分布都是不均匀的
固体表面层的组成与体相内部组成不同
常用的吸附剂
硅胶、分子筛、活性炭等
吸附量
单位质量的吸附剂所吸附气体的体积
吸附量与温度、压力的关系
T =常数，q = f (p)，称为吸附等温式
p =常数，q = f (T)，称为吸附等压式
q =常数，p = f (T)，称为吸附等量式
吸附等温线的类型
毛细凝聚现象
Langmuir吸附等温式
重要假设
固体表面是均匀的，被吸附分子之间无相互作用
吸附速率
脱附速率
令
以q 对p 作图，得
当p很小，或吸附很弱，ap<<1，q = ap，q 与 p成线性关系
当p很大或吸附很强时，ap>>1，q =1，q 与 p无关，吸附已铺满单分子层
当压力适中，q ∝pm，m介于0与1之间
重排
吸附系数随温度和吸附热的变化关系
表面活性剂及其应用
表面活性剂的分类
离子型
阳离子型
阴离子型
两性型
非离子型
小极性头
大极性头
胶束(micelle)
表面活性剂的一些重要作用及其应用
用途
润湿作用
起泡作用
增溶作用
乳化作用
弯曲表面上的附加压力和蒸气压
弯曲表面上的附加压力
在凸面上
指向液体内部的合力ps，称为附加压力
在凹面上
指向凹面中心的合力ps ，称为附加压力
附加压力的方向都指向曲面的圆心
克服附加压力ps所作的功等于可逆增加表面积的Gibbs自由能,
毛细管现象
由于附加压力而引起的液面与管外液面有高度差的现象称为毛细管现象
上升（或下降）的高度
曲率半径 R‘ 与毛细管半径R的关系
Young-Laplace 公式

弯曲表面上的蒸汽压——Kelvin公式
简化式
两种不同曲率半径的液滴或蒸汽泡的蒸汽压之比
对凸面，R' 取正值，R' 越小，液滴的蒸汽压越高
对凹面，R' 取负值,R' 越小，小蒸汽泡中的蒸汽压越低
两种不同大小颗粒的饱和溶液浓度之比
颗粒总是凸面， R' 取正值， R' 越小，小颗粒的饱和溶液的浓度越大，溶解度越大
亚稳状态
过饱和蒸气
过热液体
过冷液体
过饱和溶液
