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扩散双电层名词解释双电层是指介于自由电荷与束缚电荷之间的一层区域。
分子吸附在固体表面形成电层，这个电层被称为“扩散双电层”，其平衡电位为- 100～+100mv。
扩散双电层只能对本分子吸附表面产生影响，而对远离该表面的其他表面没有作用。
在均匀分子中，如果电子云分布不均匀，电子会处在本分子与固体表面之间的扩散双电层中。
根据其所在分子的不同类型，双电层可以分为以下几类： 1）固定/束缚电层：由具有电中性的扩散双电层构成，即电子在晶格中定向排列，使得电子云密度很大。
1）扩散双电层：位于绝缘体内部和表面的双电层。
在无限大表面上，处处都存在扩散双电层。
2）扩散双电层：不同类型的扩散双电层。
在不同固体表面的扩散双电层各不相同。
3）偶极子电层：在两层相互接近时，局部表面双电层之间的电场增强，从而导致两层表面的距离变小，直至达到分离。
4）分子晶体和金属薄膜：介于自由电荷和束缚电荷之间的区域叫做分子晶体或金属薄膜。
分子晶体中，分子的运动带有随机性；在金属薄膜中，电子移动是不均匀的。
分子晶体中电子的定向运动主要是基于热运动，而在金属薄膜中，运动主要是由于晶体的杂乱无章。
5）均匀电场：双电层分布有一种无规则的随机性，取决于周围环境。
2）影响扩散双电层的因素：一、材料的电阻率越高，越容易穿过双电层。
二、双电层厚度愈大，传递的有效电荷愈多，愈容易被吸附。
三、双电层结构紧密，扩散愈困难。
四、空气的粘滞系数较低，双电层的阻力也较小。
五、液体中，分子受到的电场较弱，愈易穿越双电层。
六、温度越高，扩散双电层的阻力越小。
2）影响扩散双电层的因素：一、材料的电阻率越高，越容易穿过双电层。
二、双电层厚度愈大，传递的有效电荷愈多，愈容易被吸附。
三、双电层结构紧密，扩散愈困难。
四、空气的粘滞系数较低，双电层的阻力也较小。
五、液体中，分子受到的电场较弱，愈易穿越双电层。
六、温度越高，扩散双电层的阻力越小。
七、水蒸气能起导电作用，故水蒸气对双电层结构的影响较大。
电化学中的扩散层
扩散双电层是指当带电的胶体颗粒分散在电解质溶液中时，由于静电吸引，溶液中带异号电荷的离子(反荷离子)向表面靠近，同时离子的热运动又使其向远离表面的方向扩散。
溶液中带同号电荷的离子(同荷离子)呈相反的运动趋势。
当静电吸引与热运动平衡时，在颗粒表面形成主要由反荷离子组成的扩散层。
扩散层中反荷离子的数量随与表面距离的增加而减小，同荷离子随与表面距离的增加呈相反变化趋势，呈扩散状分布。
胶体表面的带电层称为紧密层，紧密层与扩散层合称为扩散双电层。
带电固体与电解质溶解接触时在其表面也可形成扩散双电层。
双电层理论是胶体化学的基本理论，它经历了一个不断完善的过程。
从1853年亥姆霍兹提出的平行板双电层模型，到古依和査普曼提出的由反荷离子组成的扩散层学说，这一理论得到很大的发展。
斯特恩对古依和查普曼双电层模型作了进一步修正。
考虑到被吸附离子的大小对双电层的影响，提出了斯特恩双电层概念和模型。
在该模型中，反荷离子与表面电荷之间由厚度为3的不带电层分开，这个不带电层称为斯特恩层。
在斯特恩层中，介质的介电常数低，电位随距离增加呈直线下降。
与斯特恩层连接的逐渐向本体溶液延伸的部分为扩散层。
斯特恩层以外的反荷离子的电荷分布与古依扩散层中反荷离子的电荷分布相同，其电位随距离增加呈指数关系下降。
格雷厄姆将斯特恩层进一步区分为由未水合离子构成的内亥姆霍兹层和由水合离子构成的外亥姆霍兹层，使双电层理论得到进一步完善。
第2章 电极/溶液界面的结构和性质（Properties of Metal/Solution Interface or Properties of Electrode/Electrolyte Interface ）前面介绍过，电化学反应是在电极/溶液界面进行的异相反应。
尤其是电化学步骤—得失电子的过程，是直接在该界面上进行的。
反过来说，该界面是实现电化学反应的场所，而这个场所的基本结构和性质对界面反应的动力学规律有很大影响。
我们研究界面性质的目的就是为了搞清楚界面的性质对反应速度的影响。
在不同性质或附加一些不同条件的电极表面上，同一电极反应的进行速度可以很不相同，有时这种差别甚至可以超过十几个数量级。
为什么不同电极表面的“反应能力”会出现这样大的差别呢？或者说什么样的影响造成这种差别呢？主要原因可大致归纳为两个方面。
第一方面：化学因素（1）电极材料不同，或者说电极的化学组成不同，催化活性就不同。
比如，2H 析出反应：↑=+-+222H e H该反应在Pt 电极上要比在Hg 电极上进行的速度大1010倍，即1010/≥Hg Pt v v （当然，其它条件应同：ϕ、S 等）。
这就是说，对于2H 析出反应而言，Pt 的催化活性要比Hg 大得多。
（2）当电极表面出现吸附或成相的有机或无机化合物层，或者表面状态不同（粗糙程度等），活性也不同。
如：2PbO （acid Pb -电池正极活性物质）有α和β两种晶型，其活性不同。
第二方面：电场因素S M /界面上的电场强度（大致对应于ϕ）对电极反应的活化能有直接的影响，活化能的大小又直接影响到反应速度的大小：i W →→ϕ界面电场是如何形成的？我们先不去考虑，这里只需要接受这个事实：有电场。
那么这个电场因素对反应的影响有多大呢？（1）许多电极反应，ϕ改变0.1~0.2V ，)(i v 可变10倍。
ϕ改变1~2V ，)(i v 可变1010倍。
一般的电极反应，ϕ的变化都可以达到1~2V 的程度，很一般。
164扩散双电层理论和 Zeta 电势胶体粒子的表面常因解离、吸附、极化、摩擦等原因而带电,分散介质则带反电荷,因此, 在相界面上便形成了双电层。
胶体的这种结构决定了它的电学性质, 并对其稳定性起着十分重要的作用。
本专题便来讨论胶体的双电层结构, 并从中引出一个决定胶体电学性质和稳定性的重要指标——ς(Zeta电势。
1.双电层模型(1 Helmholtz模型1879年, Helmholtz 在研究胶体在电场作用下运动时,最早提出了一个双电层模型。
这个模型如同一个平板电容器, 认为固体表面带有某种电荷, 介质带有另一种电荷, 两者平行, 且相距很近,就像图 64-1所示。
图 64-1 Helmholtz双电层模型按照这个模型,若固体表面的电势为0ψ,正、负电荷的间距为δ,则双电层中的电势随间距直线下降,且表面电荷密度σ与电势0ψ的关系如下式表示δεψσ0= (64-1 式中ε为介质的介电常数。
显然, 这是一个初级双电层模型, 它只考虑到带电固体表面对介质中反离子的静电作用, 而忽视了反离子的热运动。
虽然, 它对胶体的早期研究起过一定的作用, 但无法准确地描述胶体在电场作用下的运动。
(2 Gouy(古依— Chapman (恰普曼模型由于 Helmholtz 模型的不足, 1910和 1913年, Gouy 和 Chapman 先后作出改进,提出了一个扩散双电层模型。
这个模型认为, 介质中的反离子不仅受固体表面离子的静电吸引力, 从而使其整齐地排列在表面附近, 而且还要受热运动的影响, 使其离开表面, 无规则地分散在介质中。
这便形成如图 64-2所示的扩散双电层结构。
2图 64-2 Gouy— Chapman 扩散双电层模型他们还对模型作了定量的处理,提出了如下四点假设:①假设表面是一个无限大的平面,表面上电荷是均匀分布的。
②扩散层中,正、负离子都可视为按 Boltzmanm 分布的点电荷。
③介质是通过介电常数影响双电层的,且它的介电常数各处相同。
