1、气体在固体表面气体在固体表面上的吸附上的吸附 * 1表面化学内 容v 固体表面的特点 v 固体表面能与表面张力 v 气体在固体表面上的吸附 v 吸附等温式 v 多孔性固体的吸附 v 影响气固界面吸附的因素 Date 2表面化学v 固气界面是研究固体对气体或蒸气的吸附作用 Date 3表面化学5.1固体表面的特点 v 固体表面的粗糙性 固体分子几乎是不可动的，固体的表面难以变形，保持它在表面形成时的形态，表现出表面凸凹不平。即使经过抛光的，看似平滑的固体表面，经放大后观察，仍是凸凹不平的。 v 固体表面的不完整性 实验证明，几乎所有的晶体及其表面都会因为多种原因而呈现不完整性。晶体表面的不完整性
2、主要有表面点缺陷、非化学比及位错等。 v 固体表面的不均匀性 若将固体表面近似地看成一个平面，固体表面对吸附分子的作用能不仅与其对表面的垂直距离有关，而且常随水平位置不同而变。即在距离相同的不同表面对吸附分子的作用能不同。 表面层的组成和结构与体相的不同。由于加工方式或固体形成时环境的不同，固体表面层由表向里往往呈现出不同结构。 Date 4表面化学5.2 固体表面能与表面张力 v5.2.1固体的表面能v 固体的表面能是固体比表面吉布斯函数的简称，又称固体表面自由能。它是指在某温度压力下生成单位新的固体表面所引起的体系吉布斯函数的增加量，它也等于在某温度压力下生成单位固体表面时所需的可逆功，又
3、常称内聚功。 Date 5表面化学v5.2.2固体的表面应力与表面张力v 使固体新表面上的分子 (或原子 )维持在未形成新表面前的位置上，单位长度所受到的力称为 表面应力 ，或称为 拉伸应力 。v 固体的 表面张力 是新产生的两个固体表面的表面应力的平均值。 v 式中， 1和 2为两个新表面的表面应力，通常1=2 s。Date 6表面化学v5.2.3表面张力与表面能v 在一定温度压力下形成固体表面面积为 A时，体系的吉布斯函数增量为 d(AGs)，它等于反抗表面张力所需的可逆功。v 或 v 所以 Date 7表面化学v 该式表明，固体的表面张力包括两部分：一部分是表面能的贡献，可以认为是由体相
4、分子变成表面层分子，新增表面分子数目而引起的吉布斯函数的变化；另一部分是由表面积的变化而引起表面能改变的贡献，可以理解为表面分子间距离的改变而引起的 Gs变化，从而引起体系的吉布斯函数的变化。 Date 8表面化学v5.2.4 固体表面的吸附、吸收与吸着v 固体表面的吸附作用是表面能存在所引起的一种普遍存在的现象。因为固体不能像液体那样改变表面形状、缩小表面积、降低表面能，但可利用表面分子的剩余力场来捕捉气相或液相中的分子，降低表面能以达到相对稳定状态。v 吸附作用使固体表面能降低，是自发过程，因而难以获得真正干净的固体表面。 Date 9表面化学v 值得注意的是，物质与固体接触之后，还可能发生其他的过程，如化学反应或吸收。v(1)气体与固体发生化学反应 ,这是体相效应，即达化学平衡后，固体体相中处处的组成是相同的。v(2)气体在固体中发生吸收作用，实质就是溶解，这也是体相效应。v(3)吸着 /吸附与上述两种现象不同，吸附是表面效应，吸附之后，固体内部并不发生变化。有时这些过程是不易区分的，如吸附的气体分子可能会扩散到固体体相中，即溶解，于是将这种情况笼统地称为吸着。Date 10表面化学
