復(fù)配技術(shù)與應(yīng)用物質(zhì)間的相互作用

目錄第一節(jié)物質(zhì)間相互作用與復(fù)配第二節(jié)物質(zhì)的相與界面第三節(jié)混合相物理化學(xué)第四節(jié)物質(zhì)間的相互作用第五節(jié)相互作用的確定第六節(jié)特殊的復(fù)合體系第七節(jié)小結(jié)當(dāng)前第1頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第一節(jié)物質(zhì)間相互作用與復(fù)配復(fù)配技術(shù)兩種以上物質(zhì)有機(jī)結(jié)合物質(zhì)間相互作用精細(xì)化學(xué)品研究對(duì)象決定性質(zhì)表現(xiàn)形式研究物質(zhì)間的相互作用發(fā)現(xiàn)新的復(fù)配原理，進(jìn)而促進(jìn)復(fù)配技術(shù)的升級(jí)更新復(fù)配原理研究結(jié)果發(fā)展更新兩者間的關(guān)系當(dāng)前第2頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第一節(jié)物質(zhì)間相互作用與復(fù)配物質(zhì)間的相互作用是復(fù)配技術(shù)的理論基礎(chǔ)化學(xué)中物質(zhì)間的作用物質(zhì)間的作用力分散分子級(jí)別的分散分子級(jí)別以上的分散溶解無界面具有相界面聚合物溶液靜電陰陽離子色散力弱鍵離子對(duì)靜電排斥范德法力偶極相互作用氫鍵當(dāng)前第3頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)的相與界面均相（Homogenous）體系中只有一個(gè)相，不管在宏觀還是微觀上都是均勻的，在分子級(jí)別上的均勻。非均相（Heterogeneous）體系中含有多個(gè)相，在宏觀上可能是均勻的，但在微觀上也要不均勻。相與界面的定義相（Phase）：及物質(zhì)的狀態(tài)，指一個(gè)宏觀物理系統(tǒng)所具有的一組狀態(tài)，一個(gè)態(tài)中的物質(zhì)擁有單純的化學(xué)組成和物理特性。（如密度、晶體結(jié)構(gòu)、折射率等.青銅為均相硬質(zhì)合金為非均相當(dāng)前第4頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)的相與界面注：氣相與凝聚態(tài)間的界面叫表面水滴為水相，表面為界面金屬顆粒表面為界面界面(Interface)：指物質(zhì)相與相之間交界的區(qū)域。幾何面（face）1.抽象的2.沒有厚度3.對(duì)于具體圖形可計(jì)算面積界面(interface）1.具體的2.有厚度幾個(gè)分子到幾十個(gè)分子厚度3.在物質(zhì)相的交界處當(dāng)前第5頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)的相與界面相界面的類型和特點(diǎn)固液界面液液界面氣液界面有氣氣界面嗎界面只出現(xiàn)在非均相體系中，及非分子級(jí)別的分散固體：固體-固體（晶體界面），固體-液體（潤濕），固體-氣體液體：液體-液體（不互溶），液體-固體，液體-氣體氣體：氣體-固體，氣體-液體當(dāng)前第6頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)表面處力場(chǎng)不對(duì)稱界面層熱力學(xué)狀態(tài)不一樣都趨于降低自己的表面自由能第二節(jié)物質(zhì)的相與界面界面的特殊物理性質(zhì)表面處壓力，溫度和濃度與相內(nèi)不同當(dāng)前第7頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)的相與界面固體界面的特殊性質(zhì)Godcreatedthesolids,thedevilcreatedtheirsurface

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wolfgangE.Pauli固體表面的的不均勻程度遠(yuǎn)大于液體，其表面能遠(yuǎn)大于液體。固體與其他介質(zhì)結(jié)合總是要減少其表面能的不存在絕對(duì)光滑的固體表面。潤濕性能固體表面結(jié)構(gòu)液體的性質(zhì)潤濕會(huì)使原料的液體和固體表面消失形成新的界面，降低體系表面自由能。當(dāng)前第8頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)的相與界面溶解：指一種或者一種以上的物質(zhì)（溶質(zhì)）以分子或離子狀態(tài)分散在另一物質(zhì)（溶劑）中形成均勻的分散體系的過程，形成的這個(gè)體系稱為溶液溶解的定義三種相互作用：溶劑間，溶質(zhì)間，溶質(zhì)溶劑間相互作用三個(gè)階段：溶質(zhì)解離，溶劑對(duì)溶質(zhì)溶劑化，溶質(zhì)在溶劑中擴(kuò)散體系為熱力學(xué)穩(wěn)定體系，在物外力作用下使不可逆的，其反過程為，溶劑凝聚結(jié)晶在飽和溶液中，溶解和結(jié)晶過程達(dá)到平衡，體系的熵變?yōu)榱惝?dāng)前第9頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)（1）物質(zhì)的化學(xué)鍵類型和分子的極性（2）氫鍵的存在（3）溶劑化作用（5）溶質(zhì)的分子量及活性基團(tuán)的種類和數(shù)量（6）物質(zhì)的酸堿性（7）其他因素分子間作用力對(duì)溶解的影響第二節(jié)物質(zhì)的相與界面當(dāng)前第10頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)分散和乳化分散：固體分散在不溶解的液體里乳化：液體分散在不溶解的液體里相同點(diǎn)：本身是動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定，需要表面活性劑降低界面能多為陰離子和非離子表面活性劑要求液體能夠潤濕固體顆粒要求固體的粒徑小要阻止固體凝聚所有表面活性劑都可以膠束粒徑不均勻往往需要外力幫助第二節(jié)物質(zhì)的相與界面當(dāng)前第11頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第二節(jié)物質(zhì)的相與界面三種間的差異行程這種差異與混合過程中物理化學(xué)過程與混合相中物質(zhì)的相互租用有關(guān)當(dāng)前第12頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第三節(jié)混合相物理化學(xué)預(yù)測(cè)混合的結(jié)果為配方的設(shè)計(jì)指明方向。打破傳統(tǒng)開發(fā)新配方確定配方在不同條件的穩(wěn)定性。為配方中助劑的選用制定客觀標(biāo)準(zhǔn)從宏觀上解釋精細(xì)化學(xué)品劑型的行程研究混合相物理化學(xué)的意義當(dāng)前第13頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第三節(jié)混合相物理化學(xué)如果混合時(shí)兩種物質(zhì)間無相互作用，混合過程無焓變化，物質(zhì)可能均相液可能非均相。如物質(zhì)間的相互作用大于物質(zhì)內(nèi)部的相互作用體系的焓下降，混合穩(wěn)定可形成勻相如果混合中兩物質(zhì)間作用力小于各自內(nèi)部作用力，體系不穩(wěn)定非均相。混合過程中焓變當(dāng)前第14頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第三節(jié)混合相物理化學(xué)混合過程中熵變當(dāng)前第15頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第三節(jié)混合相物理化學(xué)混合過程自由能變化當(dāng)前第16頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第三節(jié)分子間作用力

偶極矩與極化率

極性分子存在永久偶極矩和非極性分子只存在誘導(dǎo)偶極矩，分子的實(shí)際大小為兩者的矢量和當(dāng)前第17頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第三節(jié)分子間作用力色散力（dispersionforce）也稱Londonforce由量子物理學(xué)家倫敦所闡明，其認(rèn)為：分子內(nèi)電子告訴運(yùn)動(dòng)，在瞬間電子云分布不均勻，從而產(chǎn)生瞬時(shí)偶極矩，隨這種偶極矩會(huì)產(chǎn)生一種同頻率的電場(chǎng)，誘導(dǎo)附近分子激發(fā)。而且鄰近原子極化由促進(jìn)瞬變偶極矩的變化幅度增加，增大了分子偶極矩，這樣反復(fù)作用就變現(xiàn)為非極性分子間的相互作用。能量大?。?.05-40kJ/mol如：正己烷當(dāng)前第18頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)第三節(jié)分子間作用力誘導(dǎo)力和取向力誘導(dǎo)力：極性分子對(duì)非極性分子的作用能量大?。?-10kJ/mol取向力：極性分子間的相互作用力極性分子間三種力都存在能量大?。?~25kJ/mol上述三種力都沒有方向性也沒有飽和性，三種力統(tǒng)稱范德華力乙醇溶解環(huán)己烷當(dāng)前第19頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)范德華力的影響因素排斥部分吸引段:F=1/D6距離一般在300-500pm,大于500pm作用力?。ㄈ鐨鈶B(tài)）第三節(jié)分子間作用力當(dāng)前第20頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)氫鍵本質(zhì)上：是一種弱的離子鍵，要求與氫原子鍵鏈的原子半徑小電負(fù)性大氫部分變?yōu)橘|(zhì)子，氫鍵受體，要求電負(fù)性大且含有孤對(duì)電子。擁有方向性和飽和性，距離叫其他分子間作用力徑約為150pm,鍵能為25-40kJ/mol2013年中國科學(xué)院首次拍到了氫鍵水是液態(tài)的冰第三節(jié)分子間作用力當(dāng)前第21頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)氫鍵的辨別破除第三節(jié)分子間作用力氫鍵作用會(huì)削弱氫鍵受體的鍵鏈強(qiáng)度在原有氫鍵體系中引入新的氫鍵受體可以削弱原有氫鍵，常用的氫鍵破壞劑：尿素，聚乙二醇這是因?yàn)殪卦鲈懋?dāng)前第22頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)（1）熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分子間作用力強(qiáng)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高，分子內(nèi)作用力強(qiáng)，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低（2）溶解度如果溶質(zhì)與溶劑間作用力大于兩者自身間的作用力，混溶，反正則難溶或不溶（3）對(duì)生物體的影響維持生命物質(zhì)特殊的空間結(jié)構(gòu)第三節(jié)分子間作用力分子間作用力對(duì)物質(zhì)性能的影響當(dāng)前第23頁\共有25頁\編于星期二\20點(diǎn)高分子的溶解狀態(tài)—一般為“溶脹”高分子在溶劑中分散性，不完全是均勻的，最重要的是分散后不是熵變最小的時(shí)候其為復(fù)雜體系，影響因素多但也基本遵循“相似相溶”粘度高，擁有特殊的性質(zhì)第六節(jié)