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胶体 材料表界面 考试重点 第1章 表面、界面、胶体—绕不过的边缘科学 固体的表面什麽样 粗糙性：凹凸 不完整性：非晶体 自身质点杂乱 晶体 缺陷：杂质、空位、位错、 不均匀性：弛豫现象（表面形成的历史造成）、表面非晶或晶群结构…… 第2章 物质粒子（分子、离子、颗粒）间的相互作用 微观相互作用 （1）离子 （2－2） 上式可见，库伦作用力与距离的平方成反比，即库伦作用是长程的－离子对的相互作用 （2）离子－永久偶极子的相互作用 （2－3） 式中，μ—偶极矩；θ—偶极子中心线与偶极子轴线的夹角。 （3）永久偶极子之间的相互作用 2．2．2 范德华作用力 （纳米粉体的分散及表面改性，自组装纳米结构） （1）定向作用（Keeson相互作用）：极性分子永久偶极间的作用力，对??由旋转的偶极子的相互作用，归因于极化率的取向分布的平均效应。 （2）德拜作用（Debye）：永久偶极子诱导的偶极相互作用，即永久偶极子诱导可极化原子、分子，使产生的诱导偶极与永久偶极间的相互作用。 （3）色散力（伦敦London作用）：诱导偶极间的相互作用，即非极性分子瞬间偶极距之间的相互作用。 在范德华作用中，色散力占主导地位，常常超过偶极作用（小的、高极性的分子，如水分子除外）。既使两种不同分子间，若其中一种为非极性分子，在整个范德华作用中色散作用能的贡献也是最大的。 疏水相互作用定义： 在水相环境中，非极性分子（基团）和水产生排斥，导致其界面处的水相表面分子重排而最大结构化，促使非极性分子（基团）避开水（疏水）而相互聚集，这种作用称为疏水相互作用。 首先，这种作用发生在水相环境中，起因是非极性分子（基团）和水产生排斥（疏水）；其次，这种排斥使处于界面处水相表面的水分子因其大的内聚力和氢键作用而发生重排，产生伪冰式的高度结构化；其三，随着界面处水分子的重排，从而使得非极性分子（基团）被排挤出来，尽量和水相远离（疏水）而和同相的其它分子聚集起来。 通过疏水相互作用，有时能产生笼形水合物。它是一种包合物，例如深海海底的“冰甲烷”。 第3章 表面自由能与表面张力—物理化学知识回顾 3.1 液体的表面（气/液界面）现象 （1） 表面张力：γ （N/m）； 垂直作用于液体表面单位长度上的收缩力。① 液体表面张力的大小首先取决于液体分子的本性，即分子间存在何种相互作用： ② 液体表面张力和温度的关系 大多数液体的表面张力随温度的升高而下降。一般线性经验关系为 ③ 液体表面张力和压力的关系 液体的表面张力一般随气相压力增加而降低。在水热合成（高温高压）的条件下，水的表面张力变小。反映了其密度减小，分子间距离变大，氢键遭到破坏，因而水对有机物向良溶剂方向发展，而对无机物成为不良溶剂。这是水热合成的重要基础。 （2） 弯曲液面的附加压力 拉普拉斯方程： （3） 毛细现象 附加压力： （3—4） r—毛细管半径；凹液面：ΔP为负，管中液面上升；凸液面：ΔP为正，管中液面下降。 （4） 开尔文（Kelvin）公式 即小液滴具有比平液面更大的蒸汽压。即在一密封的较小空间内，杯中的水不会因蒸发而在杯子外自发的再凝结成小液滴；相反，杯子外若有洒落的小液滴时，经过一段时间，小液滴会蒸发而在杯子中凝胶。这和大自然中在有空气对流的情况下的水的循环过程是不同的 即小颗粒具有更大的溶解度。这一现象称为Ostwald现象。这对于均分散颗粒的制备过程中注意陈化具有指导意义。 3.2. 溶液的表面张力 影响水溶液表面张力的几种情况 1、 无机盐水溶液的表面张力 无机盐有使水溶液表面张力有微弱增大的趋势，且在浓度较大时显现的较为无机盐离子增大水的表面张力和离子的溶剂化作用有关，处于溶剂化层的水分子受到更大的束缚。离子增大水表面张力的能力顺序为： Li+＞Na+＞K+ ； F—＞Cl—＞Br—＞I— 2、随碳链的增大，对降低水的表面张力贡献越大，当碳链增至6以上，其表面活性就表现越明显。当然，随碳链的变长，在水中的溶解度就越小，已不再是混合溶液体系了，长碳链醇通常在微乳液体系中作为助表面活性剂使用。 两种溶剂相混溶的情况， 3、 表面活性剂水溶液的表面张力 4、聚合物的水溶液 3.3表面活性剂－水体系 1、表面活性剂在溶液表面的吸附 2、胶束的形成 · 亲水基的亲水作用 、疏水基