表面、胶体与界面
表面化学
把水倒在干净的玻璃板上,它会铺成一层薄膜;倒在打过蜡的车盖上,它却会聚成水珠滚落。水本身什么都没变——变的只是它与固体相接触的那层薄薄的皮。表面化学研究的就是这层皮:发生在两种材料交界处的那种特殊化学,它的表现可能与两侧的本体大不相同。
更确切地说,表面化学研究的是材料最外层原子或分子的结构、反应和性质,以及当另一相(气体、液体或固体)触及它时会发生什么。表面上的原子很特别,因为它们只有一侧有邻居,留下了未饱和的键和多余的能量。正是这种想要结合的「饥渴」,让表面能抓住路过的分子、加速反应、把东西黏在一起。
这远不只关乎实验室。汽车里的催化转化器、药物如何与细胞结合、电池电极如何工作、洗涤剂为何能去油污,全都是表面化学。一个诚实的提醒是:表面很难研究,它薄得几乎不存在,一枚指纹或一缕空气就能轻易污染它,而且常常藏在本体材料之下,所以这门学科很大一部分功夫,是先得到一个干净、明确的表面。
汽车的催化转化器是一块涂有铂和钯的蜂窝结构。废气短暂地黏附在金属表面上,在那里反应成无害的产物,然后脱离——这正是表面化学在做净化工作。
最外层的原子能做出本体材料做不到的化学反应。
不要把表面和界面混为一谈。粗略地说,「表面」通常指与气体或真空相邻的边界(如金属在空气中的表面),而「界面」指任意两相之间的边界,比如油与水相接的地方。表面化学其实就是界面化学,只是换了一个更通俗的名字。
又称
另见