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4熔盐的双电层结构4.1界面双电层当金属电极(包括其他各类电极)与电解质接触时，由于电极与电解质之间的物理化学性质差别甚大，处在界面的粒子(离子、络合离子及溶剂分子)既受到溶液内部力的作用，又受到电极的作用力；而溶液内部粒子在任何方向，任何部位所受到的作用力都是相同的，在电极界面上的作用力则是不同的，所以在电极与溶液界面上将出现游离电荷(电子或离子)的重新分配或者增多，或者减少，因此，任何两相的界面都会出现双电层，并都有一定的电位差，如图4—1所示。
3种双电层(1)离子双电层当金属和电解质接触时，两种电性相反的电荷分配在电极和溶液界面的两侧构成双电层，若金属的表面带正电，则溶液中以负离子与之组成双电层，反之，金属表面带负电时，溶液中将以正离子与之组成双电层。
这种双电层称为离子双电层，它所产生的电位差就是离子双层的电位差。
这种双电层的特点是每一层中都有一层电荷，但符号相反，如图4—3(a)所示。
(2)偶极双电层有些体系，尽管上述的离子双电层不存在，但金属与溶液的界面上仍然会有电位差。
例如，金属表面少量电子有可能逸出晶格之外，而静电作用又使这部分电子束缚在金属的表面附近，在金属相的表面层中形成双电层。
偶极分子在溶液表面上定向排列也会构成偶极双电层，这种偶极层也会出现一定大小的电位差。
可以把这两种双电层称为偶极双电层，这种双电层的电位差就是偶极双电层的电位差。
(3)吸附双电层溶液中某种带电离子，有可能被吸附在金属与溶液的界面上形成一层过剩的电荷，这层电荷受静电吸引溶液中间等数量的带相反电荷的离子构成双电层。
这种双电层称为吸附双电层，这种双电层所产生的电位差称为吸附双电层电位差。
双电层中剩余电荷不多，所产生的电位差不大，但它对电极反应的影响却很大。
通常，由双电层而引起的电位差Δψ在0.1-1V之间，根据计算，电极表面只有10%的左右的原子具有剩余电荷，也就是说其覆盖度只有0.1左右。
如果双电层的电位为1V，界面间两层电荷间的距离数量级为10-10m，则双电层的电场强度为Φ=1/10-10=1010（V/m）实验证明，当电场强度超过106 V/m时，任何电介质将被击穿放电，引起电离。
双电层理论一．界面与相际一个相的表面叫作“界面”，界面的轮廓清晰，他的范围不会超过一原子层，可以看成是与另一相相互接触的表面。
相际：指两相之间，性质变化的区域，窄宽不等，其范围小之两个分子直径，大到数千个埃以上；其性质与两相中任意一相的本体性质都有所不同。
一个电极系统，也从在界面和相际，如图1-1所示。
相际内溶液的性质发生变化，例如溶液浓度与本体浓度不同。
当溶液中含有表面活性物质时，表面活性物质的表面吸附使C表>C本体。
相际内除了浓度随着距离改变外，各类双电层电位差在相际建立；各类吸附现象在相际发生；大多数电化学反应（电极反应）在相际进行。
电极系统的各种特性都将在相际中充分反映出来。
图1-1 电极系统的相、相界和相际 M-金属相；L-电解质溶液二．双电层的形成金属是由具有一定结合力的原子或离子结合而成的晶体。
晶体点阵上的质点离开点阵变成离子需要能量，需要外力做功。
任何一种金属与电解质溶液接触时，其界面上的原子（或离子）之间必然发生相互作用，形成双电层。
1.界面电荷层（1）当性质不同的相接触时，在相界面上形成了不同性质的电势差。
（2）出现电势差的原因是带电粒子或偶极子在界面层中的非均匀分布 双电层：由于电极和溶液界面带有的电荷符号相反，故电极/溶液界面上的荷电物质能部分地定向排列在界面两侧。
2.界面电荷层的形成 （1）自发形成的双电层（a ）离子双电层 （b ）吸附双电层 （c ）偶极双电层 （2）强制形成的双电层金属电极与电解质溶液接触，可以自发形成双电层，也可以在外电源作用下强制形成双电层。
以如下电极反应为例：+++++M M2Hg–2e- = Hg22+ ，φ =0.1 VK+ + e- = K , φ= -1.6V 理想极化电极：在一定的电势范围内，可以借助外电源任意改变双电层的带电状况(因而改变界面区的电势差)，而不致引起任何电化学反应的电极。
如KCl溶液中的汞电极。
不极化电极：指有电流通过时，电极与溶液界面间电势差不发生任何变化的电极。
双电层的自由带电荷粒子双电层是指一种界面上的电化学现象，其中电解质溶液接触电极而产生的双层结构。
这个双层结构由两个电荷层组成，外部的是带有溶剂分子、离子和化学物质的电极绕电极的粗糙度和曲率而形成的层，它是离子带电和反离子中和的部分；而内部的则是各种电荷粒子带电的离子，其中的电位能及电磁能与外部不一样，称作内部电荷层。
当电解质溶液与电极接触并处于电势差的作用下，电极表面就会产生电荷分布，其中双电层就是由化学反应和电化学反应而形成的。
这些反应引起内部电子在势阶处产生行为，从一层运动到下一层，并带电质点移动。
因此，双电层不是静态的，而是处于相互作用和混乱之中的非静态平衡。
这个界面上的电化学现象非常复杂。
电解质和溶液，和反应物和产品都有可能附着在电极的表面，并在该表面上发生反应；同时，电极的直径和形状也可以影响双电层的形状。
双电层的产生条件包括离子浓度、电场强度、电极的粗糙度和曲率，以及界面温度等因素。
进一步解释一下，对于双电层的自由带电荷粒子来说，这些粒子是由离子、电子和原子团构成的，它们可以承载电荷并在电极表面运动。
所有这些粒子都会在双层的“间隙”中移动的，而这个间隙是因溶液中的离子配合而组成的。
这些带电粒子的移动性和稳定性取决于它们在双层中的位置和带电状态，它们的要素和溶液的特性息息相关。
最后，双电层的研究以及对其中自由带电荷粒子运动机制的探索在诸多领域均有应用，例如在能源转换、材料表面分析以及生物学上。
在能源转换领域，双电层电容器是最常见的器件之一，其广泛应用于汽车、手机等现代科技中。
在材料表面分析领域，双电层表征由粒子径线大小、电极材料、物种浓度和流量等参数组成，可以直观了解表面结构和特征。
在生物学上，双电层可以被应用于感觉神经网络的建立和维持、细胞分子传递和细胞应答等方面。
4熔盐的双电层结构4.1界面双电层当金属电极(包括其他各类电极)与电解质接触时，由于电极与电解质之间的物理化学性质差别甚大，处在界面的粒子(离子、络合离子及溶剂分子)既受到溶液内部力的作用，又受到电极的作用力；而溶液内部粒子在任何方向，任何部位所受到的作用力都是相同的，在电极界面上的作用力则是不同的，所以在电极与溶液界面上将出现游离电荷(电子或离子)的重新分配或者增多，或者减少，因此，任何两相的界面都会出现双电层，并都有一定的电位差，如图4—1所示。
3种双电层(1)离子双电层当金属和电解质接触时，两种电性相反的电荷分配在电极和溶液界面的两侧构成双电层，若金属的表面带正电，则溶液中以负离子与之组成双电层，反之，金属表面带负电时，溶液中将以正离子与之组成双电层。
这种双电层称为离子双电层，它所产生的电位差就是离子双层的电位差。
这种双电层的特点是每一层中都有一层电荷，但符号相反，如图4—3(a)所示。
(2)偶极双电层有些体系，尽管上述的离子双电层不存在，但金属与溶液的界面上仍然会有电位差。
例如，金属表面少量电子有可能逸出晶格之外，而静电作用又使这部分电子束缚在金属的表面附近，在金属相的表面层中形成双电层。
偶极分子在溶液表面上定向排列也会构成偶极双电层，这种偶极层也会出现一定大小的电位差。
可以把这两种双电层称为偶极双电层，这种双电层的电位差就是偶极双电层的电位差。
(3)吸附双电层溶液中某种带电离子，有可能被吸附在金属与溶液的界面上形成一层过剩的电荷，这层电荷受静电吸引溶液中间等数量的带相反电荷的离子构成双电层。
这种双电层称为吸附双电层，这种双电层所产生的电位差称为吸附双电层电位差。
双电层中剩余电荷不多，所产生的电位差不大，但它对电极反应的影响却很大。
通常，由双电层而引起的电位差Δψ在0.1-1V之间，根据计算，电极表面只有10%的左右的原子具有剩余电荷，也就是说其覆盖度只有0.1左右。
如果双电层的电位为1V，界面间两层电荷间的距离数量级为10-10m，则双电层的电场强度为Φ=1/10-10=1010（V/m）实验证明，当电场强度超过106 V/m时，任何电介质将被击穿放电，引起电离。
