陕西师范火学精品课程……《物理化学》 第十二章表面现象 表面现象(通常将气一液、气一固界面现象称为表面现象)所讨认的都是在相的界面上发 生的一些行为。物质表面层的分子与内部分子周围的环境不同。 内部分子所受四周邻近相同分子作用力是对称的,各个方向的 力彼此抵销;但是表面层的分子,一方面受到本相内物质分子 的作用:另一方面又受到性质不同的另一相中物质分子的作用, 因此表面层的性质与内部不同。最简单的情况是液体及其蒸气这 所成的体系(见图12-1),在气液界面上的分子受到指向液体 内部的拉力,所以液体表面都有自动缩成最小的趋势。在任何图12-1气、液两相界面 两相界面上的表面层都具有某些特殊性质。对于单组分体系,这种特性主要来自于同一物质 在不同相中的密度不同;而对于多组分体系,这种特性则来自于表面层的组成和任一相的组 成均不相同。 物质表面的特性对于物质其他方面的性质也会有所影响。随着体系分散程度的增加,其 影响更为显著。因此当研究在表面层上发生的行为或者研究多相的高分散体系的性质时,就 必须考虑到表面的特性 通常用表面(A)表示多相分散体系的分散程度,其定义为 A A o 式中A代表体积为V的物质具有的表面积。所以比表面A就是单位体积(也有用单位质量者) 的物质所具有的表面积,其数值随着分散粒子的变小而迅速增加 分散粒子分割得愈细比表面积就愈大。在胶体体系中粒子的大小约在1nm-100m之间 它具有很大的表面积,突出地表现出表面效应。此外某此多孔性物质或粗粒分散体系也常具 有相当大的表面积,其表面效应也往往不能忽略 在本章中将讨论有关表面现象的一些基本概念及其应用。 第一节表面吉布斯自由能和表面张力 、表面吉布斯自由能和表面张力 由于表面层分子的状咬与本体中不同,因此如果要把一个分从内部移到界面(或者说增 大表面积)时,就必须克服体系内部分子这间的吸引力而对体系作功。在温度、压力和组成 恒下时,可逆地使表面积增加dA所需要对体系做的功,叫做表面功,可以表示为 第1页共22页陕西师范大学精品课程 …… 《物理化学》 第 1 页 共 22 页 2004-7-15 第十二章 表面现象 表面现象(通常将气一液、气一固界面现象称为表面现象)所讨认的都是在相的界面上发 生的一些行为。物质表面层的分子与内部分子周围的环境不同。 内部分子所受四周邻近相同分子作用力是对称的，各个方向的 力彼此抵销；但是表面层的分子，一方面受到本相内物质分子 的作用；另一方面又受到性质不同的另一相中物质分子的作用， 因此表面层的性质与内部不同。最简单的情况是液体及其蒸气 所成的体系（见图 12-1），在气液界面上的分子受到指向液体 内部的拉力，所以液体表面都有自动缩成最小的趋势。在任何 两相界面上的表面层都具有某些特殊性质。对于单组分体系，这种特性主要来自于同一物质 在不同相中的密度不同；而对于多组分体系，这种特性则来自于表面层的组成和任一相的组 成均不相同。 物质表面的特性对于物质其他方面的性质也会有所影响。随着体系分散程度的增加，其 影响更为显著。因此当研究在表面层上发生的行为或者研究多相的高分散体系的性质时，就 必须考虑到表面的特性。 通常用表面（A0）表示多相分散体系的分散程度，其定义为 V A A0 = 式中 A 代表体积为 V 的物质具有的表面积。所以比表面 A0就是单位体积（也有用单位质量者） 的物质所具有的表面积，其数值随着分散粒子的变小而迅速增加。 分散粒子分割得愈细比表面积就愈大。在胶体体系中粒子的大小约在 1nm—100nm 之间， 它具有很大的表面积，突出地表现出表面效应。此外某此多孔性物质或粗粒分散体系也常具 有相当大的表面积，其表面效应也往往不能忽略。 在本章中将讨论有关表面现象的一些基本概念及其应用。 第一节 表面吉布斯自由能和表面张力 一、表面吉布斯自由能和表面张力 由于表面层分子的状咬与本体中不同，因此如果要把一个分从内部移到界面（或者说增 大表面积）时，就必须克服体系内部分子这间的吸引力而对体系作功。在温度、压力和组成 恒下时，可逆地使表面积增加 dA 所需要对体系做的功，叫做表面功，可以表示为 图 12-1 气、液两相界面