界面化學(xué)課件

分子間作用力和界面化學(xué)

一.分子間作用力非化學(xué)鍵(共價鍵,離子鍵,金屬鍵)的分子間相互作用化學(xué)鍵能:H–H436kJ/molF–F155kJ/mol

O=O708kJ/molCl–Cl243kJ/molNN945kJ/mol>200kJ/mol氫鍵10–30

kJ/mol

分子間作用力<10kJ/mol

300~500pm

范德華(vanderWalls)力靜電力偶極和偶極相互作用,H2O,NH3,誘導(dǎo)力偶極和誘導(dǎo)偶極相互作用,H2O,NH3,H2O-O2色散力誘導(dǎo)偶極和誘導(dǎo)偶極相互作用極化率越大,色散力越大

Ar,N2,O2例如:Cl2,O2,H2

只有色散力,CH3CH2OH,

H2O,

誘導(dǎo)力,靜電力,色散力,氫鍵

誘導(dǎo)=

(極化率)E(電場強(qiáng)度)極化率的大小由分子的電荷分布和變形的程度有關(guān)

離子和偶極偶極和偶極

偶極和誘導(dǎo)偶極偶極-誘導(dǎo)偶極相互作用使單質(zhì)分子部分溶于水色散力(沸點(diǎn))與分子大小的關(guān)系靜電誘導(dǎo)色散不同分子間作用力的強(qiáng)度F2(g)

Cl2(g)

Br2(l)

I2(s)

半徑增大,色散力增大非極性分子的摩爾汽化焓和沸點(diǎn)與分子量的關(guān)系極性分子的摩爾汽化焓和沸點(diǎn)與分子量的關(guān)系不同分子的分子間作用能

偶極矩

極化率

E靜電kJ/molE誘導(dǎo)kJ/molE色散kJ/mol色散%kJ/molAr0.001.580.000.008.5100CO0.392.200.0030.0088.7599HCl3.602.933.311.0016.8380HBr2.674.010.690.50221.9495HI1.406.060.0050.11325.8799NH34.902.4713.311.5514.9550H2O6.171.6536.391.939.00192.范德華半徑

|——--|r共價

r范氏

H(r)共價37pmF(r)共價64pmH(r)范氏120pmF(r)范氏135pm表面張力(surfacetension)和表面活性劑(surfactants)13章,p11表面張力，毛細(xì)現(xiàn)象和黏度實(shí)驗(yàn)二.水溶液的界面化學(xué)液體表面和內(nèi)部受力不同不同物質(zhì)的表面張力無機(jī)鹽(b)極性有機(jī)物(c)

表面活性劑低表面張力高表面張力

接觸角小

潤濕接觸角大

不潤濕gsllsg表面活性劑的雙親分子例如:肥皂C17H35COONa雙親分子在水中的排列（降低表面張力）表面活性劑：顯著降低表面張力的物質(zhì)陰離子型表面活性劑CH3-CH2-CH2…OSO3-Na+

烷基硫酸酯鹽CH3-CH2-CH2…COO-Na+

羧酸鹽CH3-CH2-CH2…SO3-Na+

烷基磺酸鹽陽離子型表面活性劑CH3-CH2-CH2…N(CH3)3+

Cl-非離子型表面活性劑R-CH2-CH2…O-(CH2-CH2O)nH洗潔精（聚氧乙烯十二烷基硫酸酯鈉+烷基苯磺酸鈉）R-OCH2-CH2…O-(CH2-CH2O)n

SO3Na

表面活性劑的作用1、潤濕作用，改變接觸角，降低

l,g和

l,s2、起泡作用3、加溶作用4、乳化作用水包油膠團(tuán)十二烷基硫酸酯鈉（一種陰離子型表面活性劑）親水基的親水順序—

OSO3–(硫酸酯)>—

COO–>—SO3–(磺酸)>—

N+R3(季胺鹽>—

COO

—

(酯)>

—

COOH>—OH

>—O—

>疏水基的疏水順序烷烴基>烯烴基>帶烷烴鏈的芳烴基>芳烴基1.肥皂

(C17H35COO)3C3H5+3NaOH

3C17H35COONa+C3H5(OH)3

甘油三脂肥皂甘油水包油膠團(tuán)三.日常生活中常用的表面活性劑2.洗衣粉烷基苯磺酸鈉添加劑:三聚磷酸鈉絡(luò)合、堿性、吸水3.洗潔精烷基苯磺酸鈉+聚氧乙烯十二烷基硫酸酯的鈉鹽+增稠劑

C12H25–O–(CH2CH2–O)n–SO3Na(CMC)增稠劑:羧甲基纖維素(CMC)4.護(hù)膚品油包水–-霜劑(cream)水包油—乳液(lotion)浮游選礦集捕劑(即表面活性劑)礦石顆粒四.表面活性劑的工農(nóng)業(yè)應(yīng)用2.油田開采水包油,上浮農(nóng)藥中的表面活性劑

潤濕作用農(nóng)藥在葉面的分散固-氣界面固體的