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第一章 热力学第一定律一、基本概念系统与环境，状态与状态函数，广度性质与强度性质，过程与途径，热与功，内能与焓。
二、基本定律热力学第一定律：ΔU =Q +W 。
焦耳实验：ΔU =f (T ) ; ΔH =f (T )三、基本关系式1、体积功的计算 δW = －p e d V恒外压过程：W = －p e ΔV可逆过程： W =nRT 1221ln ln p p nRT V V =2、热效应、焓等容热：Q V =ΔU （封闭系统不作其他功）等压热：Q p =ΔH （封闭系统不作其他功）焓的定义：H =U +pV ; d H =d U +d(pV )焓与温度的关系：ΔH =⎰21d p T T T C3、等压热容与等容热容 热容定义：V V )(T U C ∂∂=；p p )(T H C ∂∂=定压热容与定容热容的关系：nR C C =-V p热容与温度的关系：C p =a +bT +c’T 2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程：ΔU =0 ; ΔH =0 ; W =－Q =⎰-p e d V 等容过程：W =0 ; Q =ΔU =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p 等压过程：W =－p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V可逆绝热过程：Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p不可逆绝热过程：Q =0 ;利用C V (T 2-T 1)=－p e (V 2-V 1)求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p2、相变化可逆相变化：ΔH =Q =n Δ＿H ；Ｗ＝－p (V 2-V 1)=－pV g =－nRT ; ΔU =Q +W3、热化学物质的标准态；热化学方程式；盖斯定律；标准摩尔生成焓。
摩尔反应热的求算：)298,()298(B H H m f B mr θθν∆=∆∑ 反应热与温度的关系—基尔霍夫定律：)(])([,p B C T H m p BB m r ∑=∂∆∂ν。
第9章表面现象和胶体化学1 基本概念1.1界面和表面不同物质或同种物质的密切接触的两个相之间的过渡区叫界面，如液态水和冰的接触面，水蒸气和玻璃的接触面等等。
表面是指固体对真空或固体和液体物质与其自身的蒸气相接触的面。
显然，表面包括在界面的概念之内，但通常并没严格区别两者，“表面”和“界面”互相通用。
1.2 表面能、表面函数和表面功表面上的物质微粒比他们处于体相内部时多出的能量叫表面能或总表面能。
由于表面的变化通常在等温等压条件下进行，因此这时的表面能实际上就是表面吉布斯函数。
在等温等压下且组成不变的条件下以可逆方式增加体系的表面积时所做的非体积功叫表面功，它在量值上等于表面吉布斯函数。
1.03 表面张力（比表面能）简单的说，表面张力就是单位面积上的表面能量，即比表面能，因为它与力有相同的量纲，故叫表面张力。
实际上，表面张力是表面层的分子垂直作用在单位长度的线段或边界上且与表面平行或相切的收缩力。
1.04 附加压力弯曲液面下的附加压力是指液面内部承受的压力与外界压力之差，其方向指向曲面球心。
1.5 铺展和铺展系数某一种液滴在另一种不相溶的液体表面上自行展开形成一层液膜的现象叫铺展，也叫展开。
铺展系数就是某液滴B在液体A的表面上铺展时比表面吉布斯函数的变化值，常用符号为S B/A1.6 湿润凡是液体沾湿在固体表面上的现象都叫润湿，其中又分为铺展润湿（液体在固体表面上完全展开），沾湿湿润（液体在固体表面形成平凹透镜）和浸没湿润（固体完全浸渍在液体中），三种湿润程度的差别是：浸没湿润〉铺展湿润〉沾湿湿润1.7 沾湿功和湿润功在定温定压下，将单位面积的固-液界面分开时外界所做的可逆功叫沾湿功。
这一概念对完全不相溶的两种液体间的界面也适用。
结合功是指定温定压下，将单位面积的液柱拉开时外界所做的可逆功，又叫内聚功。
它是同种分子相互吸引能力的量度。
1.08 接触角液体在固体表面达到平衡时，过三相接触点的切线与固-液界面所夹的最大角叫平衡接触角或润湿角，常用符号θ。
物理化学中的表面现象与胶体化学物理化学是一门探讨物质性质变化及相关规律的学科。
与之相关的表面现象和胶体化学则是物理化学领域中一项重要的分支。
本文将从表面现象和胶体化学两个方面入手，探讨它们的基本概念、相关应用和研究意义。
一、表面现象观察一个物体，我们会发现它的表面是与外界直接接触的部分。
因此，表面现象是物质研究中一种极其普遍和重要的现象。
表面现象是指两种或两种以上介质相接触时，有特殊性质的现象出现。
在物理化学中，表面现象主要包括表面张力、毛细现象和润湿现象。
表面张力是液体表面处由于分子间作用力而表现出来的一种现象。
表面张力较大的液体在容器中形成凸面或水滴状，这种现象称为毛细现象。
液体与固体相接触时，液体能否在固体表面上均匀分布并附着称为润湿现象。
表面现象在自然界和人类生活中都有广泛应用。
例如，水平稳定的大船只是因为水面的表面张力；高楼大厦的毛细管水系统则利用了毛细现象；润滑油、乳液、涂料等都运用了润湿性质。
二、胶体化学胶体化学是涉及无色透明的小粒子（胶体）和它所处的环境之间的相互作用的学科。
胶体是介于小分子和宏观物体之间的一种存在形式，其中粒子的平均大小在1至1000纳米之间。
胶体物理包括多种胶体类型，例如溶胶、凝胶和气溶胶等。
胶体学科研究中的主要问题是如何制备胶体，以及在胶体中所表现出的各种特殊性质。
胶体的制备方法包括溶胶法、凝胶法和胶体化合物分解法等。
在胶体中存在的各种特殊现象包括布朗运动、泡沫现象和重力分选等。
胶体的应用十分广泛，例如在涂料、油墨、胶水、陶瓷、橡胶等方面都得到了广泛的应用。
另外，人类生命活动中的一些基础物质，例如蛋白质、肌肉等，都是以胶体形式存在的。
三、物理化学中的表面现象与胶体化学的关联表面现象与胶体化学之间有着密不可分的联系。
在液态物质中，固液接触面所呈现的动态变化与胶体的形成和演化密切相关。
例如，胶体粒子表面的物理化学特征决定了胶体粒子的成长和聚集行为。
此外，表面现象和胶体化学之间也有着一些实际应用。
物理化学知识点物理化学知识点概述1. 热力学定律- 第零定律：如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡状态，那么这两个系统之间也处于热平衡状态。
- 第一定律：能量守恒，系统内能量的变化等于热量与功的和。
- 第二定律：熵增原理，自然过程中熵总是倾向于增加。
- 第三定律：当温度趋近于绝对零度时，所有纯净物质的熵趋近于一个常数。
2. 状态方程- 理想气体状态方程：PV = nRT，其中P是压强，V是体积，n是摩尔数，R是理想气体常数，T是温度。
- 范德瓦尔斯方程：(P + a(n/V)^2)(V - nb) = nRT，修正了理想气体状态方程在高压和低温下的不足。
3. 相平衡与相图- 相律：描述不同相态之间平衡关系的数学表达。
- 相图：例如，水的相图展示了水在不同温度和压强下的固态、液态和气态的平衡关系。
4. 化学平衡- 反应速率：化学反应进行的速度，受温度、浓度、催化剂等因素影响。
- 化学平衡常数：在一定温度下，反应物和生成物浓度之比达到平衡时的常数值。
5. 电化学- 电解质：在溶液中能够产生带电粒子（离子）的物质。
- 电池：将化学能转换为电能的装置。
- 电化学系列：金属的还原性或氧化性排序。
6. 表面与胶体化学- 表面张力：液体表面分子间的相互吸引力。
- 胶体：粒子大小在1到1000纳米之间的混合物，具有特殊的表面性质。
7. 量子化学- 量子力学基础：描述微观粒子如原子、分子的行为。
- 分子轨道理论：通过分子轨道来描述分子的结构和性质。
- 电子能级：原子和分子中电子的能量状态。
8. 光谱学- 吸收光谱：分子吸收特定波长的光能，导致电子能级跃迁。
- 发射线谱：原子或分子在电子能级跃迁时发出特定波长的光。
- 核磁共振（NMR）：利用核磁共振现象来研究分子结构。
9. 统计热力学- 微观状态与宏观状态：通过系统可能的微观状态数来解释宏观热力学性质。
- 玻尔兹曼分布：描述在给定温度下，粒子在不同能量状态上的分布。
物理化学每章总结第1章 热力学第一定律及应用1．系统、环境及性质热力学中把研究的对象（物质和空间）称为系统，与系统密切相关的其余物质和空间称为环境。
根据系统与环境之间是否有能量交换和物质交换系统分为三类：孤立系统、封闭系统和敞开系统。
性质⎩⎨⎧容量性质强度性质2．热力学平衡态系统的各种宏观性质不随时间而变化，则称该系统处于热力学平衡态。
必须同时包括四个平衡：力平衡、热平衡、相平衡、化学平衡。
3．热与功 (1) 热与功的定义热的定义：由于系统与环境间温度差的存在而引起的能量传递形式。
以Q 表示，0>Q 表示环境向系统传热。
功的定义：由于系统与环境之间压力差的存在或其它机、电的存在引起的能量传递形式。
以W 表示。
0>W 表示环境对系统做功。
(2) 体积功与非体积功功有多种形式，通常涉及到是体积功，是系统体积变化时的功，其定义为：V p W d δe -=式中e p 表示环境的压力。
对于等外压过程 )(12e V V p W --= 对于可逆过程，因e p p =，p 为系统的压力，则有V p W V V d 21⎰-=体积功以外的其它功，如电功、表面功等叫非体积功，以W ′表示。
4．热力学能热力学能以符号U 表示，是系统的状态函数。
若系统由状态1变化到状态2，则过程的热力学增量为 12U U U -=∆对于一定量的系统，热力学能是任意两个独立变量的状态函数，即 ),(V T f U = 则其全微分为V V U T T U U TVd d d ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=对一定量的理想气体，则有0=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂TV U 或 U =f （T ） 即一定量纯态理想气体的热力学能只是温度的单值函数。
5．热力学第一定律及数学表达式 (1) 热力学第一定律的经典描述① 能量可以从一种形式转变为另一种形式，但在转化和传递过程中数量不变。
② “不供给能量而可连续不断做功的机器称为第一类永动机，第一类永动机是不可能存在的。
胶体: 指具有高度分散的分散体系（亦是研究对象），分散相可以是一相和多相，粒子大小通常为10－7～10－9m之间.胶体的研究内容：表面现象、分散体系、高分子溶液。
表面能δ：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位J·m-2。
表面张力δ：单位长度液体表面的收缩力，单位N·m-1（或mN·m-1）l aplace方程：球面，则R1=R2=R，ΔP=2σR 柱面，则R1=R，R2=∞，ΔP=σ/R 球形气泡，且R1=R2=RΔP=4σ/R表面过剩：界面相与体相的浓度差。
接触角：固液气三相交点处作气液界面的切线，此切线与固液交界线之间的夹角θ。
Gibbs吸附公式：（双组分体系）固体表面张力：新产生的两个固体表面的表面应力之和的一半。
固体表面能：指产生一平方厘米新表面所消耗的等温可逆功。
Laugmuir理论：假设被吸附分子间无作用力，因而分子脱附不受周围分子的影响。
只有碰撞在空间表面的分子才有可能被吸附（单分子层吸附）。
固体表面是均匀的，各处吸附能相同。
BET理论的基本假设：①固体表面是均匀的，同层分子（横向）间没有相互作用，分子在吸附和脱附时不受周围同层分子的影响。
②物理吸附中，固体表面与吸附质之间有范德华力，被吸附分子间也有范德华力，即吸附是多分子层的。
影响溶液中吸附的因素：吸附剂：溶质、溶剂三者极性的影响；温度：溶液吸附也是放热过程，一般T上升，吸附下降；溶解度：吸附与溶解相反，溶解度越小，越易被吸附；同系物的吸附规律一般随C-H链的增长吸附有规律的增加和减少。
Trube规则；吸附剂的孔隙大小；吸附剂的表面化学性质，同一类吸附剂由于制备条件不同，表面活性相差很大，吸附性能也会有很大差异；混合溶剂的影响，色谱法中使用混合溶剂，洗提效果比单纯溶剂好，若自极性相同的混合溶剂中吸附第三组份，等温线界于两单等温线之间；若自极性不相同的混合溶剂中吸附第三组份，吸附量比任何单一溶剂中少，混合溶剂极性一致或不一致情况不同；多种溶质的混合溶液；9、盐的影响，盐的存在通过影响溶质的活度系数、溶解度、溶质的电离平衡而影响吸附。
1.压缩因子任何温度下第七章表面现象1.在相界面上所发生的物理化学现象陈称为表面现象。
产生表面现象的主要原因是处在表面层中的物质分子与系统内部的分子存在着力场上的差异。
2.通常用比表面来表示物质的分散度。
其定义为：每单位体积物质所具有的表面积。
3.任意两相间的接触面，通常称为界面（界面层）。
物质与（另一相为气体）真空、与本身的饱和蒸气或与被其蒸汽饱和了的空气相接触的面，称为表面。
4.表面张力：在与液面相切的方向上，垂直作用于单位长度线段上的紧缩力。
5.在恒温恒压下，可逆过程的非体积功等于此过程系统的吉布斯函数变。
6.影响表面及界面张力的因素：表面张力与物质的本性有关、与接触相的性质有关（分子间作用力）、温度的影响、压力的影响。
7.润湿现象：润湿是固体（或液体）表面上的气体被液体取代的过程。
铺展：液滴在固体表面上迅速展开，形成液膜平铺在固体表面上的现象。
8.亚稳状态与新相生成：a.过饱和蒸汽：按通常相平衡条件应当凝结而未凝结的蒸汽。
过热液体：按通常相平衡条件应当沸腾而仍不沸腾的液体。
过冷液体：按相平衡条件应当凝固而未凝固的液体。
过饱和溶液：按相平衡条件应当有晶体析出而未能析出的溶液。
上述各种过饱和系统都不是真正的平衡系统，都是不稳定的状态，故称为亚稳（或介安）状态。
亚稳态所以能长期存在，是因为在指定条件下新相种子难以生成。
9.固体表面的吸附作用：吸附：在一定条件下一种物质的分子、原子或离子能自动地粘附在固体表面的现象。
或者说，在任意两相之间的界面层中，某种物质的浓度可自动发生变化的现象。
吸附分为物理吸附（范德华力）和化学吸附（化学键力）。
具有吸附能力的物质称为吸附剂或基质，被吸附的物质称为吸附质。
吸附的逆过程，即被吸附的物质脱离吸附层返回到介质中的过程，称为脱附（或解吸）。
10.吸附平衡：对于一个指定的吸附系统，当吸附速率等于脱附速率时所对应的状态。
当吸附达到平衡时的吸附量，称为吸附量。
气体在固体表面的吸附量与气体的平衡压力及系统的温度有关。
物理化学公式及概念物理化学公式及概念⼀、⽓体22111., , 33p mnu pV mNu u u ===为根均⽅速率,2.,(B B ARpV nRT Nk T k N == =理想⽓体状态⽅程：玻尔兹曼常数）123.Dalton i i p p p p x p=++= 道尔顿（）分压定律：……；分压：在同⼀温度下，各别⽓体单独存在，并占有与混合⽓体相同体积时的压⼒,334., , 22t t m B E k T E RT u ===21.5*2245.()2mv kT m Maxwell f v e vkT -?? = ?π??麦克斯韦()速率分布定律：06.()lnp MghBoltzmann p RT =-玻尔兹曼分布：7.A B v v =⽓体扩散定律：()()228.), m m m a a van der Waals p V b RT p V nb nRTV V+-=+-= ? ?????范德华(⽅程:⼆、热⼒学第⼀定律1. 隔离系统（孤⽴系统）、封闭系统、敞开系统2. ⼴度性质、强度性质3. 热动平衡、⼒学平衡、相平衡、化学平衡4. 等温过程、等压过程、等容过程、绝热过程、环状过程5.W p dVδ=-体外体积功：6.,U Q W dU Q W ?=+=δ+δ7. 功与过程、准静态过程、可逆过程8.,pdefH U PV H Q +?= 焓：,,9.,,,p m v m p v pv p v p vC C R C C nRQ Q H U C C dT T dT T δδ -=-===== ? ???????热容：1122112110.(),()1p vv C pV TV p T C p V p V W C T T W γγγγγγ--====-==-=-理想⽓体绝热可逆过程⽅程和做功：热容商或绝热指数常数常数常数2211,,11.T T p m v m T T H nC dTU nC dT==理想⽓体任意过程：12.1c h T T η =-热机效率：13.p v r r Q Q nRT H U nRT =+??=?+?化学反应的热效应：或14.()(0), DEn n B B B DEdefd d n n d ξξνξξνν +==反应进度：……15.o oor B r r mH H H n νξ?? ?==标准摩尔焓变：16.()Hess 盖斯定律17.o o or m c m sol mH H H ⼏种热效应：标准摩尔⽣成焓、标准摩尔燃烧焓、标准摩尔溶解热 2121,18. ()()(), ()T o or m r m p p B p m T BKirchhoff H T H T C dT C C B ν?=?+? ?=∑?基尔霍夫定律：,19.or m p H T C=∑⽣成物和剩余物绝热反应：反应释放的热量全部⽤于提⾼⽣成物和多余物的温度，三、热⼒学第⼆定律1.S ?熵是状态函数，当始态终态⼀定时，有定值，它的数值可由可逆过程的热温商求得2. 0iso sys sur dS S S =?+?≥213. () (RR Q dS Q TdS T S S Tδ===-?、等温过程）max 21124. ln ln R W Q V p S nR nR T T V p -?====理想⽓体等温可逆变化：5. H S T ??=（相变）（相变）（相变）等温、等压可逆相变：6. )ln B Boltzmann S k =Ω玻尔兹曼（公式：7. (), defGibbs GH TS G H T S -?=?-?吉布斯⾃由能：8. (' )ln ln ln o r m p p r m pvan t Hoff G RT K RT Q G RT Q ?=-+=?+范特霍夫等温式：21*21,9. ()(), ()T p oo r m r mp B p m T BC dT S T S T C C B Tν??=?+ ?=∑?四、多组分系统热⼒学1. ()()() ()()B B B B B w c x m ρ多组分系统的组成表⽰法：质量浓度、质量分数、物质的量浓度摩尔分数、质量摩尔浓度*2. (), A A A Raoult p p x A =拉乌尔定律：为溶剂 ,3. ()B x B B Henry p k x B =亨利定律：，为挥发性溶质*2*,()4. , f f f B f Afus m AR T T k m k M H==凝固点降低：*2*,()5. , b b b B b Avap m AR T T k m k M H ?==?沸点升⾼：6. ,B BB RT c RT M ρ∏∏==渗透压：7. ()()K D 分配系数和分配⽐五、相平衡'1. Ф, , 2(,)deff C n C S R R n T p +=+--相率：通常为2. ()dp HClapeyron dT T V ?=克拉贝龙⽅程：2112123. ()1111 ln oovap msub m Clapeyron Clausius H H p p R T T R T T -=---- ? ???克拉贝龙-克劳修斯⽅程：或注：仅对⽓固、⽓液平衡成⽴！114. ()88vap mbH Trouton J K mol T --?≈??楚顿规则：六、化学平衡1. op c x p K K K K 、、及的定义2. ,()BBBBx p p c K K pK K RT νν-∑∑==3. o f mGibbs G ?标准摩尔⽣成⾃由能：4. ()Ellingham 埃灵罕姆图22112()ln 115. ln ()o oo r mr m o H H K T d K dT RT K T R T T =?=- 温度对化学平衡的影响：6. ()or mor mH T S ?=?转折温度反应趋势的改变：七、电解质溶液01. ()tFaraday Idt nF=?法拉第电解定律：2. 100%100%η=按法拉第定律计算所需理论电荷量电极上产物的实际质量实际所消耗的电荷量按法拉第定律计算应获得的产物质量电流效率：；113. ()()(), , m m def I Gl G G V R U A c κκκκρΛ====Λ=电导、电导率、摩尔电导率：*34. (10.001m m c mol dm ∞-Λ=Λ-5. m m m νν∞∞∞++--Λ=Λ+Λ离⼦独⽴移动定律：*2116. ()()()mo o m m m cc Ostwald K ∞∞Λ=+ΛΛΛ奥斯特⽡尔德稀释定律：仅对弱电解质成⽴7. 测定难溶盐的溶解度和电导滴定218. 2B B BdefIm z ∑离⼦强度：*. ()lg 9i i Debye Huckel Az γγ±--=-=德拜休克尔极限定律：⼋、可逆电池的电动势及其应⽤,1. ()r T p G nEF=-连接热⼒学与电化学的桥梁：2232122..|().|()|().(),()|().()|()|()A Zn Zn s B H H g Pt s C Fe a Fe a Pt s D Cl a AgCl s Ag s ++++-----电极的类型及符号：⾦属⾦属离⼦电极：⽓体离⼦电极：离⼦电极：⾦属⾦属难溶盐电极：(|Re )(|Re )(|Re )(|Re )3.()Ox d Ox d Ox d Ox d E E =-=-+-右左电池电动势：0.0594.()ln ;298,lg o o RT Nernst E E T K E E nF n =+==+[氧化型][氧化型]能斯特⽅程：当[还原性][还原性]5.,r m r m r m r m p p ppE E E S nF HG T S nEF nFT T T T E E T==+=-+温度系数：只要通过实验测得电池的可逆电动势和温度系数，就可求出相应的热⼒学数据6.()lno RT Nernst nF ??=+[氧化型]电极反应的能斯特⽅程：[还原性]()7.,,ln10x s x s E E FpH pH pH x s RT -=+的测定：代表待测溶液代表标准溶液8.pH -元素电势图、电势图及其应⽤九、化学动⼒学11[]11.()B B B defdp d d B rV dt dt dt ξνν==化学反应速率：⽤于⽓相反应2.质量作⽤定律（只适⽤于基元反应）3.具有简单级数反应的速率公式和特征：1/21''1/21/2''1/24.(1)(2)(3)(4)lg ,1lg n t t ta n t a a a -?? ???==+ ? ?反应级数的测定⽅法：积分法微分法半衰期法改变物质数量⽐例法半衰期法公式：取对数得：111115.(11)ln ,,e e e e e x x a x k k k k K ta x x x k ----===-对峙反应级：1112226.(11)ln(),k x ak k t a x k x -=+=-平⾏反应级：11212221*1212121212112127.,(),(1)ln ln ,k t k t k t k t k t k k k m m k a k k x ae y e e z a e e k k k k k k k k k t y a k k k ------== -=-+---??-== ?-??连续反应：22112ln 118.(),ln aE a a RTE E k d kArrhenius k AedT RT k R T T -==?=- ?阿仑尼乌斯公式：微分式：积分式：,,9.,a i a iiiE E k k ==∏∑总总活化能与速率常数间的对⽐：10.()稳态近似与平衡近似根据反应机理确定反应速率⽅程121[][][]11.(),,,[][][]211111,[][]m M M m M M m m r k k E S r S K Michaelis r K S k ES r K S K r r S r r S -+= ====+=?+酶催化：常数当时与呈线性关系⼗、表⾯物理化学⼗⼀、胶体分散系统和⼤分⼦溶液。
第8章 表面化学与胶体8．1 重要概念和规律1．比表面能与表面张力物质的表面是指约几个分子厚度的一层。
由于表面两侧分子作用力不同，所以在表面上存在一个不对称力场，即处在表面上的分子都受到一个指向体相内部的合力，从而使表面分子具有比内部分子更多的能量。
单位表面上的分子比同样数量的内部分子多出的能量称为比表面能(也称比表面Gibbs函数)。
表面张力是在表面上的相邻两部分之间单位长度上的相互牵引力，它总是作用在表面上，并且促使表面积缩小。
表面张力与比表面能都是表面上不对称力场的宏观表现，即二者是相通的，它们都是表面不对称力场的度量。
它们是两个物理意义不同，单位不同，但数值相同，量纲相同的物理量。
2．具有巨大界面积的系统是热力学不稳定系统物质表面所多余出的能量γA称表面能(亦叫表面Gibbs函数)，它是系统Gibbs函数的一部分，表面积A越大，系统的G值越高。
所以在热力学上这种系统是不稳定的。
根据热力学第二定律，在一定温度和压力下，为了使G值减少，系统总是自发地通过以下两种(或其中的一种)方式降低表面能γA:①在一定条件下使表面积最小。
例如液滴呈球形，液面呈平面；②降低表面张力。
例如溶液自发地将其中能使表面张力降低的物质相对浓集到表面上(即溶液的表面吸附)，而固体表面则从其外部把气体或溶质的分子吸附到表面上，从而改变表面结构，致使表面张力降低。
3．润湿与铺展的区别润湿和铺展是两种与固—液界面有关的界面过程。
两者虽有联系，但意义不同。
润湿是液体表面与固体表面相互接触的过程1因此所发生的变化是由固—液界面取代了原来的液体表面和固体表面。
润湿程度通常用接触角表示，它反映液、固两个表面的亲密程度。
当θ值最小(θ=0o)时,润湿程度最大，称完全润湿。
铺展是指将液体滴洒在固体表面上时，液滴自动在表面上展开并形成一层液膜的过程，因此所发生的变化是由固—液界面和液体表面取代原来的固体表面。
铺展的判据是上述过程的∆G:若∆G<0,则能发生铺展；若∆G≥0，则不能铺展。
显然，如果能发生铺展，则必然能够润湿；但能够润湿(θ＜90°)，则不一定发生铺展。
只有完全润湿时才能铺展。
因此润湿与铺展是两个不同的概念。
4．溶液的表面吸附量在一定条件下为了使表面张力最小,溶液能自动地将其中引起表面张力减小的物质相对浓集到表面上，因此表面相的浓度与溶液本体不同，这种现象称表面吸附。
达吸附平衡时，单位表面上溶质的物质的量与同量溶剂在溶液本体中所溶解的溶质的物质的量的差值，称为表面吸附量，用符号Γ表示。
Γ也常叫做表面超量，单位为mol.m-2。
Γ反映溶液表面吸附的性质和强弱：Γ>0表示正吸附(表面活性物质属于这种情况)，且Γ值越大表示正吸附程度越大；Γ<0，表示负吸附，且Γ值越负表示负吸附程度越大。
Γ值可由Gibbs吸附方程求出。
当浓度很大时，表面吸附量不再随浓度而变化，此时称最大吸附量或饱和吸附量。
5．表面活性剂表面活性剂是一类能够显著降低水表面张力的物质，其特点是加入量很小而降低表面张力的收效很大，所以它们在溶液表面具有很强的正吸附。
表面活性剂分子具有不对称性结构，其一端是有极性的亲水基，另一端是无极性的憎水基，所以它们在表面上呈定向排列，其憎水基朝外，亲水基朝向液体内部。
在溶液内部，表面活性剂分子缔合成胶束。
表面活性剂在水溶液中开始形成胶束时的浓度称临界胶束浓度CMC。
有关胶束的实验及理论研究是目前一个十分活跃的领域。
表面活性剂在生产、生活及科研活动中具有广泛的应用。
6．固体的表面吸附为了降低表面张力，固体表面能自发地从外界吸附气体或溶液中的溶质。
达吸附平衡时，单位质量的固体所吸附的吸附质的物质的量称吸附量。
若吸附质是气体，人们也常用单位质量的固体所吸附的气体在标准状况下的体积表示吸附量。
对于气—固吸附，吸附量与温度和压力有关，表示为Γ＝f(T ，p)。
在等温下，Γ＝f(p)，表示此关系的曲线称吸附等温线在科研中用得最多。
实际上任何吸附理论最终要解的问题就是预测和绘制吸附等温线。
吸附系数b 相当于化学反应的平衡常数，它是吸附程度的标志。
吸附热∆H m 是吸附1 mo1吸附质时所放出的热量，⏐∆H m ⏐是吸附强度大小的标志。
7．胶体的基本特征胶体是一类特殊的系统，它具有高分散性、多相性和热力学不稳定性。
8．ζ电位在胶体的诸性质(光学性质、动力性质、表面性质和电性质)中，电性质最为重要，它在胶体的稳定与破坏过程中起着举足轻重的作用。
胶粒具有带电结构，它的中心是由许多固体分子组成的胶核，胶核表面被吸附离子包围，吸附离子外边是跟随其一起运动的紧密层。
胶核、吸附离子和紧密层一起构成胶粒，胶粒是溶胶中的独立运动单位。
胶粒的带电情况是用ζ电位来描述的，ζ电位是指滑移界面(紧密层的外沿)与溶液内部的电位差。
ζ值的大小是胶粒带电程度的标志，ζ的符号是胶粒带电性质的标志。
在电场强度及介质条件固定的情况下，ζ决定着胶粒的电泳速度和介质的电渗速度。
9．电解质对溶胶作用的两重性：往溶胶中加入少量电解质，可对溶胶起稳定作用；但大量电解质却会使溶胶聚沉。
一般认为，对溶胶起聚沉作用的主要是反离子。
反离子价数越高，其聚沉能力越大，聚沉值越小。
当反离子价数相同时，聚沉决定于与胶粒带同号电荷的离子，同号离子的价数越低，聚沉能力越大。
8．2 主要公式dA W γδ−=' 1. 式中W’是表面功，γ为表面张力，A 为系统的表面积。
该式是计算表面功的基本公式。
∫−=21'A A dA W γ ()⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂=⎟⎠⎞⎜⎝⎛∂∂=c B c B c B c B n n V T n n p S n n V S n n p T A A A H A U A G ,,,,,,,,,,,,γγγγ 2. 或此四式称为表面张力的热力学定义式，其中(A)为系统的Helmho1tz 函数。
以上四式中，以第一式用得最多。
相当于在等温等压及各种物质的量不变的情况下，将系统的表面积增加 1 m 2时所引起的Gibbs 函数变化。
所以表面张力γ也称作比表面Gibbs 函数(或比表面能)。
()⋅⋅⋅∂c B n n p T A G ,,, 3.dA dn Vdp SdT dG dAdn pdV SdT A d dA dn Vdp TdS dH dAdn pdV TdS dU B B B BB B BB B BB γµγµγµγµ+++−=++−−=+++=++−=∑∑∑∑)(这组公式称为表面热力学的基本关系式。
其中第四式用得最多，dG 是全微分，右端四项分别代表温度、压力、物质的量及表面积的变化所引起的系统G 的变化。
可见，表面积A 增加，将使系统Gibbs 函数增加，即在等温等压等物质的量的情况下，dG ＝γdA 。
4. rp γ2=∆ 此式称Young—Laplace 方程，其中∆p 是弯曲界面下的附加压力，γ是界面张力，r 是弯曲界面的曲率半径。
方程表明，附加压力是由表面张力引起的，而且其大小与曲率半径成反比。
∆p 是指弯曲界面两侧两相的压力差，它始终加到曲率半径的中心一侧。
对于由液膜围成的气泡，由于存在内外两个半径几乎相同的表面，所以泡中的附加压力应为∆p ＝4γ/r 。
5. 此式称为Kelvin 方程。
式中p V 代表半径为r 的小液滴的蒸气压，p V 0代表同温度时液体蒸气压的正常值，y 为液体的表面张力，M 和ρ分别为液体的摩尔质量和密度。
方程表明，p V 大于正常蒸气压且随液滴半径减小而增大。
Kelvin 方程也可用于计算固体颗粒的蒸气压，此时y 代表固体的表面张力。
rRT M p p V V ργ2ln 0= 6. 式中x B 代表半径为r 的微小固体颗粒的溶解度，x B 0为同温度下固体的正常溶解度，γ为固体与其饱和溶液间的界面张力，M B 和ρB 分别为固体B 的摩尔质量和密度。
此式表明，小固体颗粒的溶解度大于正常溶解度且随颗粒变小而增大，即固体颗粒越小，越容易溶解。
在此式中，将溶液当作理想溶液。
rRT M x x B B B B ργ2ln 0= 7. 式中T m 代表半径为r 的微小固体颗粒的熔点，T m 0为固体的正常熔点，γ为固—液界面张力，M 为摩尔质量，p 为固体的密度， 为摩尔熔化焓。
此式表明微小固体颗粒的熔点低于正常熔点，且固体颗粒半径越小，其熔点越低，即固体越容易熔化。
∆rH M T T m ls m m ργ∆−=2ln 0ml s H 8. ls g l g s −−−+=γθγγcos 此式称为Young 方程，其中γs-g ，γl-g 和γs-g 分别代表固—气、液—气和固—液间的界面张力，θ为接触角，其值为0°＜θ＜180°。
人们通常用θ代表液体对固体表面的润湿程度，即θ值越小，表示润湿程度越大。
将一滴液体滴到固体表面上,若能达到流动平衡，才遵守Young 方程。
p T B B p T B B c RT c b RT b ,,⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂−=Γ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂−=Γγγ 9. 或式中厂为溶液的表面吸附量，单位为mo1·m -2，(∂γ／b B )T, p 和(∂γ／c B )T, p 代表溶液表面张力随浓度的变化率。
此式是最常用的Gibbs 吸附方程，它描述溶液浓度、表面张力和表面吸附量三者的关系，是表面和胶体科学的一个基本公式。
此式表明，能够降低表面张力的物质总是相对浓集于表面上，而使表面张力增大的物质相对浓集于体相内部。
在上述公式中，忽略了活度系数的影响。
10. gs g l l s m G −−−−+=∆γγγ2/此式是液体在固体表面上的铺展判据，其中∆G 是铺展过程的Gibbs 函数变。
若∆G ＜0，则铺展过程能够发生，若∆G ＞0，则铺展过程不能发生。
11. bpbp ++=1θ 此式称作Langmuir 吸附方程，它适用于气体在固体表面上的单分子层吸附。
式中θ代表固体的表面覆盖率；p 为吸附平衡时气体的压力；b 是吸附系数，对给定的吸附剂和吸附质它只与温度有关。
若把吸附视为化学反应，则b 相当于反应的平衡常数(故有人称之为吸附平衡常数)，是吸附平衡位置的标志，也就是固体表面对气体的吸附程度的标志。
上述方程可写作 bp bp ++Γ=Γ1max其中Γ和Γmax 分别是吸附量和最大吸附量(饱和吸附量)。
在气—固吸附实验中，人们常用气体在标准状况下的体积描述吸附情况，此时方程写作 bpbp V V ++=1max其中V 和V max 分别为气体的吸附体积和最大吸附体积。
为了便于处理数据，上式常表示为如下形式 maxmax 1bV V p V p += 此式表明，若根据实验数据作图p ／V—p ，可由所得直线的斜率和截距求出b 和V max 。
