《物理化学》课程PPT教学课件：第十二章 界面现象

第十二章界面现象 §121序言 、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(并非几何学中 没有厚度概念的平面或曲面)

第十二章 界面现象 §12.1 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（并非几何学中 没有厚度概念的平面或曲面）

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

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(, 界面有5类 气液:HL1习惯上称之为“表面” 气固:S」(有一相为气相) 液液:L-L 液固:LS“界面” 固固:S

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、界面存在的热力学条件 两相间的界面(区域)稳定存在的先决 条件是: “界面区域的生成自由能:△G>0” 反之,若△G≤0,则偶然的扰动即可导 致界面区域自发地不断扩大,最后使 种物质完全分散在另一种物质中,界面 也就不再存在

三、界面存在的热力学条件 ◼ 两相间的界面（区域）稳定存在的先决 条件是： “界面区域的生成自由能：Gf s 0 ” ◼ 反之，若 Gf s  0，则偶然的扰动即可导 致界面区域自发地不断扩大，最后使一 种物质完全分散在另一种物质中，界面 也就不再存在

例如 两种气体或两种互溶的液体相混,由 于界面相生成自由能△GFS<0,所以 界面相无法稳定存在,完全互溶

例如： ◼两种气体或两种互溶的液体相混，由 于界面相生成自由能 Gf s  0，所以 界面相无法稳定存在，完全互溶

四、界面特性 1.界面是一个物理区域(厚约几个分子, <10nm),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; 相应地,本体相为与界面相相邻的两 均匀相

四、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； 相应地，本体相为与界面相相邻的两 均匀相

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

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:V 界面分子 内部分子 L 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

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

界面分子 内部分子 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

◼ 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

界面分子 内部分子 L 因此,在研究“表面层上发生的行为” 或“界面面积很大的多相高分散体系的 性质”时,必须考虑界面分子的特性不 同于体相分子

◼ 因此，在研究 “表面层上发生的行为” 或 “界面面积很大的多相高分散体系的 性质” 时，必须考虑界面分子的特性不 同于体相分子