沈阳理工大学 化学-表面物理化学教学大纲
沈阳理工大学 化学-物理化学G2教学大纲
《物理化学G2》课程教学大纲课程代码:080531017课程英文名称:Physical Chemistry G2课程总学时:56 讲课:56 实验:0 上机:0适用专业:化学专业大纲编写(修订)时间:2011.5一、大纲使用说明(一)课程地位及教学目标《物理化学G2》是工程院校化学专业一门必修的主干基础理论课,主要讲授电化学、界面化学及动力学部分的基础知识、基本理论和基本方法,为后续的专业课奠定理论基础,进行一般科学方法的训练和逻辑推理能力的培养,使学生初步具备运用物理化学原理解决实际问题的能力。
本课通过教学的各个环节使学生达到各节中所提出的基本要求,具有初步的分析问题和解决问题的能力。
讲授内容应分清主次,在注意系统性的原则下,针对本学科解决问题的思想和方法,着重讲解教材的重点与难点,重视习题课,课外辅导和批改作业等各个重要教学环节。
为学生成为高级化学人才打下坚实的理论基础。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求作为理科专业物理化学的教学以掌握基础理论,基本方法为主要内容,教学中学生必须掌握的知识如下:1.相平衡掌握相、相数、自由度等概念;会应用相律进行有关计算;掌握单组分系统的相图;掌握杠杆规则;掌握二组分系统理想液态混合物和真实液态混合物的气-液平衡相图;掌握二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的气-液平衡相图;掌握二组分固态不互溶和固态互溶系统液-固平衡相图;掌握生成化合物的二组分凝聚系统相图。
2.电化学熟练掌握电解质溶液中的基本概念和基本理论,电解质溶液的导电能力及法拉第定律,熟练掌握可逆电池的相关知识,电极电势和电池电动势的计算,了解极化、超电势、电解时的电极反应等内容。
3. 界面现象掌握表面吉布斯自由能、表面张力的概念及其应用;了解拉普拉斯方程、开尔文公式及其应用;掌握朗缪尔吸附理论及吸附等温式的应用;掌握接触角、润湿、铺展等概念及杨氏方程的应用。
了解吸附的概念及吉布斯吸附等温式的应用;掌握表面活性剂的结构特点、基本性质和实际应用。
《表面物理化学》研究生课程教学大纲
《表面物理化学》课程教学大纲课程编号:010241英文名称:Physical Chemistry of Surfaces一、课程说明1. 课程类别学位基础课程2. 适应专业及课程性质材料工程专业、材料加工专业、矿物加工专业、矿物工程领域,必修3. 课程目的“表面物理化学”矿物加工硕士点的学位课程之一,本课程任务是通过教学环节,使学生掌握材料表面物理化学的基础知识。
包括:物质表面、固-液界面与润湿、固-固界面与粘附、固体表面吸附、溶液吸附、膜和膜应用、表面改性与功能材料、表面活性剂、表面电化学等。
基本要求:(1)熟悉物理化学研究的基本思路和途径。
(2)理解物质表面的特殊现象及其规律。
(3)了解材料表面研究的基本方法和手段。
4. 学分与学时学分2,学时365. 建议先修课程物理化学、胶体表面化学6. 推荐教材或参考书目推荐教材:(1)表面物理化学(第1版). 腾新荣主编. 化工出版出版社. 2009年参考书目:(1)表面物理化学(第1版). 程传煊主编. 科学技术文献出版社. 1995年7. 教学方法与手段(1)板书(2)多媒体8. 考核及成绩评定考核方式:考试成绩评定:考试课(1)平时成绩占30%,形式有:到课率,作业等(2)考试成绩占70%,形式有:开卷或闭卷考试,考查课9. 课外自学要求(1)阅读有关专业书籍(2)查阅有关专业文献(3)适当完成一定量的作业二、课程教学基本内容及要求第一章物质表面基本内容:(1)液体表面张力和吉布斯自由能(2)拉普拉斯方程(3)液体表面张力的测定(4)固体表面张力和表面自由能的测定(5)开尔文方程及其应用基本要求:(1)了解表面张力的含义(2)掌握几种表面张力的测定方法(3)掌握kelvin方程的应用教学重点及难点:公式的理解和推导第二章固-液界面与湿润基本内容:(1)界面张力和粘附功(2)晶体-熔体界面及其自由能测定(3)接触角和湿润或浸湿(4)铺展湿润与临界表面张力(5)湿润与粘附基本要求:(1)了解粘附功及自由能测定方法(2)掌握固-液界面自由能的估算方法教学重点及难点:晶体-熔体表面张力的计算第三章固-固界面与粘附基本内容:(1)固-固界面能(2)固-固界面粘附的本质(3)范德华力粘附的界面作用力估算(4)粘附理论(5)粘附强度的影响因素(6)固体材料表面处理基本要求:(1)了解固-固界面能及粘附的本质(2)了解粘附理论和粘附强度的影响因素(3)掌握范德华力粘附的界面作用力估算教学重点及难点:固-固界面粘附的本质;粘附理论第四章固体表面吸附基本内容:(1)吸附定义(2)物理吸附和化学吸附(3)吸附热与等温吸附方程(4)界面二维状态和吸附等温式(5)吸附等温式的推导(6)吸附等温式和吸附熵的统计热力学处理基本要求:(1)了解物理吸附和化学吸附的本质(2)了解吸附等温式和吸附熵的统计热力学方法(3)掌握吸附动力学方程及其应用教学重点及难点:多层吸附方程的理论推导及其应用技算。
表面化学教学大纲
《表面化学》教学大纲(四年制本科. 试行)课程编号:03021202课程性质:专业限选课适用专业:应用化学开设学期:第四学期考核方式:开卷笔试一、教学目的与任务表面化学在20世纪40年代前,得到了迅猛发展,大量的研究成果被广泛应用于各生产部门,如涂料、建材、冶金、能源等行业;但就学科来说它只是作为物理化学的一个分支—胶体化学。
到了60年代末70年代初,人们从微观水平上对表面现象进行研究,使得表面化学得到飞速发展,表面化学作为一门基础学科的地位被真正确立。
希望通过本门课程的学习,使学生能够了解表面化学的基础理论如热力学方面、界面张力理论以及能够对现实生活中的表面化学现象进行科学的解释,进而能够应用表面化学的知识进行简单的应用。
为今后的学习和工作打下一定的基础,以适应现代社会对全面知识结构人才的需要。
二、与其他专业课程的联系:本课程为物理化学的一个分支学科,在学习中能够为物理化学的学习丰富专业知识,并能促进物理化学相关知识的深层次的了解;能够在以后的应用中对相关知识有较为系统的理解。
三、学时数及分配:本课程总学时为36 ,其中课堂教学36学时。
四、讲授内容与要求:(分章节)本大纲根据教育部理科化学教学指导委员会“理科应用化学专业化学教学基本内容”,以四年制本科人才培养规格为目标,按照表面化学学科的理论知识体系,提出了具体的教学要求。
第一章液体表面【教学要求】了解表面化学的相关物理化学知识:表面张力、表面自由能、表面热力学等;了解液体表面张力的测定方法。
【教学内容】1、表面张力和表面自由能;2、表面热力学基础;3、弯曲液面的相关知识;4、表面张力的测定方法;第二章溶液表面【教学要求】通过本章的学习,要求掌握:相关的概念和公式;多元组分的表面性质;能够进行简单的相关计算等。
【教学内容】1、溶液表面张力与表面活性:表面活性剂,溶液表面张力的测定等;2、溶液表面吸附:吸附公式及其应用;3、多元组分的表面性质。
《表面化学》教学活动大纲
《表面化学》教学大纲课程编号:总学时:32H(理论教学32H)学分:2基本面向:生物工程、制药工程、化学工程与工艺专业所属单位:化工系一、本课程的目的、性质及任务本课程属工程学科,是化工类及相近专业的选修课。
通过本课程的学习,使学生掌握气液、液液、气固及液固等各种界面(表面)现象及其规律,并对新功能材料的界面化学、界面光化学以及界面化学的微观描述、常用测试方法有所了解,为学生进入各专业知识领域奠定必要的基础。
二、本课程的基本要求(一)对各种界面现象及其规律进行重点讲解;(二)对界面化学常用测试方法进行简单介绍。
三、本课程与其它课程的关系先修课程:物理化学、有机化学、无机化学等,达到教学大纲要求。
四、本课程的教学内容第一章液体的表面(一)表面张力与表面吉布斯函数(二)表面自由能的微观定性解释(三)表面吉布斯函数的分子理论(四)表面张力的物理真实性、影响因素及测定方法(五)表面热力学基础(六)弯曲液面的表面现象第二章溶液的表面张力和表面吸附(一)溶液的表面张力(二)吉布斯吸附公式(三)表面活性物质在溶液表面上定向排列(四)动表面张力及吸附速率第三章表面活性剂(一)表面活性剂的分类、活性及HLB值(二)胶束(三)液晶(四)表面活性剂的绿色化学及绿色表面活性剂第四章液液界面(一)液液界面张力及其测定(二)黏附功与内聚功(三)铺展(四)界面张力的近代理论(五)表面活性剂溶液的界面张力(六)表面活性剂在液液界面上的吸附第五章微乳状液(一)微乳状液的定义、形成、类型与结构、性质及形成机理(二)微乳状液结构的表征(三)微乳状液的应用举例第六章不溶性单分子膜(一)不溶性单分子膜的形成、性质及各种聚集状态(二)单分子膜应用举例(三)混合不溶膜、LB膜及生物膜第七章气体在固体表面上的吸附(一)固体表面的特点、固体表面能与表面张力(二)气体在固体表面上的吸附(三)吸附等温式(四)多空孔性固体的吸附(五)影响气固体界面吸附的因素(六)气固体界面吸附的应用第八章固体自溶液中的吸附(一)固体自溶液中的吸附特性与吸附量(二)复合吸附等温线、自稀溶液中的吸附(三)固体自溶液中吸附的影响因素(四)固体自电解质溶液中的吸附(五)固体在大分子溶液中的吸附(六)表面活性剂在固液界面上的吸附第九章液体对固体的润湿作用(一)润湿与接触角及接触角滞后(二)固体表面的润湿性与临界表面张力(三)固体表面能的估算(四)动润湿、湿润湿、润湿剂第十章纳米材料的表面化学(一)纳米材料的表面化学(二)二元协同纳米界面材料(三)纳米材料的应用概况第十一章新材料的界面光化学(一)重要的界面光化学反应(二)界面光聚合、光异构的功能材料(三)界面光致变色材料(四)材料界面的光致电子转移第十二章界面化学吸附的微观机理(一)化学吸附热的计算(二)单一金属表面的化学吸附(三)无序二元合金表面的吸附第十三章电极表面化学吸附的电子结构与电化学性质(一)蔟-表面类比法(二)电极电势变化对吸附体系结构的影响(三)银-铝催化剂的电子结构与电催化机理(四)电极过程的量子力学描述第十四章金属缓蚀的微观机理(一)金属缓蚀机理简介(二)铁、铝、铜界面的缓蚀机理第十五章表面活性剂的电子结构和分子模拟(一)表面活性剂的电子结构与性质(二)气-固界面吸附的相互作用的模拟(三)液-固界面相互作用的模拟(四)油-水界面的自由组装和相互作用的模拟(五)液-气界面的模拟第十六章现代表面分析常用技术简介(一)表面谱的基本原理与应用(二)几种常见的表面谱仪(三)观察表面形貌显微镜的特点和应用(四)红外和拉曼光谱(五)核磁共振五、学时分配六、教学建议本课程采用课堂教学,提倡启发式、讨论式教学组织实施,以充分调动学生的主观能动性和积极参与精神,提高教学质量和教学效果。
表面物理化学复习提纲
《表面物理化学》复习提纲2.熟悉二维晶体结构的Miller指数记法。
(1)晶面标记:Miller指数法,即fcc(lmn), bcc(lmn), hcp(lmn)...均代表一个晶面,其中l、m、n 均为正整数。
(2)(lmn)的确定:在给定的晶体中,选定某一面,将其与晶体坐标的截距的倒数进行最小公倍数通分,所得的最小整数比值分别对应l、m和n。
这个面称为(lmn)面,与其矢量正交的法线方向称为这个面的法线,记为[lmn],这是一个矢量。
(3)几个特殊的符号:( )代表晶面,{ }代表等价面。
它的等价面记为{lmn}。
[ ]代表晶面矢量法线方向,< >代表等价矢量法线方向。
fcc和bcc的晶面和矢量法线是相互垂直的,其余的晶体则不一定。
3.熟悉fcc,bcc和hcp的几个低Miller指数晶面结构。
在fcc晶体中,(111)面的原子形成六角密堆积;(100)形成正方形;(110)形成高低不平,最上层为长方形的结构。
在bcc晶体中,(110)为六角堆积,但比fcc的(111)面的六角堆积要松散;(100)为正方形,原子间有间隙;(111)的表面结构复杂,有三层露空。
hcp晶体的表面结构远比fcc和bcc复杂,因为它不是简单Bravais格子,原子在A位的上下堆积和在B位的上下堆积不相同。
hcp中,(001)面的原子堆积是相同的。
(100)面就会有(100)A和(100)B之分,形成搓衣板结构。
在搓衣板的每个小侧面,原子可能形成长方形和三角形结构。
hcp中,(101)面就更复杂了。
一种是形成类似六方密堆积的结构,但每间隔一个原子排会在表面上稍稍隆起;另一种则形成台阶结构,较为复杂。
这可由侧面图看出来。
4.熟悉hcp结构的四Miller指数记法。
hcp晶体中(100), (010)和(001)非等价。
用四位数的Miller指数(lmkn)来标记hcp的晶面,其中k = -(l + m)。
与fcc 及bcc 晶体的等价面相类比,hcp 的(100)和(010)是等价面,这两者和(001)不是等价面。
沈阳理工大学 化学-物理化学实验专用周G大纲
《物理化学实验专用周G》教学大纲课程编码:080531033学时/学分:1周/2学分一、大纲使用说明本大纲根据化学专业2010版教学计划制订(一)适用专业化学专业(二)课程设计性质必修课(三)主要先修课程和后续课程1.先修课程:物理化学实验G1、物理化学实验G22.后续课程:仪器分析实验、化学分离技术、高分子化学实验、毕业设计等二、课程设计目的及基本要求1. 通过实验专用周使学生熟练物理化学基本实验技能和操作规范,指导和训练学生自行设计实验方案、确定实验步骤、完成实验操作的整个流程。
培养学生独立思考、独立查阅资料、独立准备和进行实验的能力。
2. 通过实验专用周的训练,加深学生对物理化学基本原理和基础知识的理解和运用;培养事实求是的科学态度和严谨科学的实验方法。
3. 培养学生观察现象、分析和解决问题的能力;培养学生正确记录实验现象和数据,正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力。
基本要求1. 内容选定依据教学计划对学生实验能力培养的要求;2. 巩固和加深学生对物理化学基础知识的理解,提高学生综合运用所学知识的能力;3. 要求学生综合物理化学的基本知识,并运用相关知识自行设计实验方案;4. 通过实验,要求学生做到:通过查阅相关资料,自行设计实验方案、掌握常用仪器的性能和操作,能够选取合适的仪器,采用科学的方法实施实验,记录实验现象和实验数据,正确分析数据并得出合理结论。
三、课程设计内容及安排要求学生在专业周内完成“活性炭吸附处理染料废水及其成本核算”实验,在尽量提高活性炭处理效果的同时,降低处理成本。
第一阶段:查阅活性炭吸附性能的有关资料,了解染料废水吸附处理的常用方法及影响因素,处理效果的检验方法等,在此基础上制定初步的实验方案。
第二阶段:活性炭、染料等药品和实验仪器的准备。
第三阶段:根据实验药品和仪器条件设计实验步骤(考虑活性炭的用量、染料浓度、吸附时间对处理效果的影响)。
化学-物理化学G2教学大纲
《物理化学G2》课程教学大纲课程代码:080531017课程英文名称:Physical Chemistry G2课程总学时:56 讲课:56 实验:0 上机:0适用专业:化学专业大纲编写(修订)时间:2017.7一、大纲使用说明(一)课程地位及教学目标1.基本任务物理化学是工程院校化学专业一门必修的基础理论课,本课程的基本任务是在先行课的基础上,运用物理和数学的有关理论和方法进一步定量地研究物质化学变化的普遍规律。
本大纲贯彻理论联系实际与少而精的原则,使学生了解并掌握物理化学的基础知识、基本理论和基本方法,同时还应得到一般科学方法的训练和逻辑推理能力的培养,并初步具备运用物理化学方法解决实际问题的能力。
2.教学目标通过教学的各个环节使学生达到各节中所提出的基本要求,使其具有初步的分析问题和解决问题的能力。
讲授内容应分清主次,在注意系统性的原则下,针对本学科解决问题的思想和方法,着重讲解教材的重点与难点,重视习题课,课外辅导和批改作业等各个重要教学环节。
为学生成为高级化学人才打下坚实的理论基础。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求作为理科专业物理化学的教学以掌握基础理论,基本方法为主要内容,教学中学生必须掌握的知识如下:1.相平衡掌握相、相数、自由度等概念;会应用相律进行有关计算;掌握单组分系统的相图;掌握杠杆规则;掌握二组分系统理想液态混合物和真实液态混合物的气-液平衡相图;掌握二组分液态部分互溶及完全不互溶系统的气-液平衡相图;掌握二组分固态不互溶和固态互溶系统液-固平衡相图;掌握生成化合物的二组分凝聚系统相图。
2.电化学熟练掌握电解质溶液中的基本概念和基本理论,电解质溶液的导电能力及法拉第定律,熟练掌握可逆电池的相关知识,电极电势和电池电动势的计算,了解极化、超电势、电解时的电极反应等内容。
3. 界面现象掌握表面吉布斯自由能、表面张力的概念及其应用;了解拉普拉斯方程、开尔文公式及其应用;掌握朗缪尔吸附理论及吸附等温式的应用;掌握接触角、润湿、铺展等概念及杨氏方程的应用。
物理化学教学大纲(打印)
物理化学教学大纲(打印)第一篇:物理化学教学大纲(打印)物理化学教学大纲三)教学的重点、难点1.重点:化学热力学、化学动力学、电化学、统计热力学。
2.难点:状态函数间的关系及特定条件下的意义;如何用化学势解决物理及化学变化;可逆电池的理解。
(四)知识范围及与相关课程的关系物理化学主要解决:① 化学变化的方向和限度问题。
② 化学反应的速率和机理问题。
为能够定性解释和通过定量计算解决上述问题,必须有一定的无机化学、有机化学、分析化学、高等数学、普通物理的基础知识,通过本课程的学习可提高对前面知识的认识,从而提高分析问题和解决问题的能力。
(五)教材及教学参考书的选用1、《物理化学》(上、下),傅献彩、沈文霞、姚天扬(南京大学物理化学教研室),高等教育出版社,1990。
2、《物理化学简明教程》,印永嘉、奚正楷(山东大学),李大珍(北京师范大学),高等教育出版社,1992。
3、《物理化学》,韩德刚、高执棣、高盘良,高等教育出版社,2001。
4、《物理化学电子教案》,南京大学,高等教育出版社、高等教育电子音像出版社。
5、《物理化学—概念辨析²解题方法》,范崇正、杭瑚、蒋淮渭,中国科学技术大学出版社,2002。
6、《物理化学解题指导》,孙德坤、沈文霞、姚天扬(南京大学化学化工学院),江苏教育出版社,1997。
二、课程内容绪论主要内容:1.物理化学的内容、特点及学习方法。
2.物理化学的发展趋势。
3.物理化学在国民经济中的作用。
学时:1 第一章:热力学第一定律教学目的和要求:1.明确热力学中最基本的概念,如体系与环境、平衡状态、过程与途径、状态函数、功和热、内能、焓及标准生成热等。
2.掌握各种过程的Q和W计算方法。
3.根据状态函数的特点,掌握ΔU、ΔH的计算方法及化学反应热的计算。
4.*了解气体液化的原理。
主要内容: 1.热力学概论热力学的内容、方法和特点。
2.热力学的基本概念体系和环境、热力学平衡态、状态与状态函数、强度性质与广度性质、过程与途径、热量和功、可逆过程。
表面物理化学PPT课件
d U T d S p d V d A s B d n B
B
d H T d S V d p d A s B d n B B
d A S d T p d V d A s B d n B B
d G S d T V d p d A s B d n B B
§13.2 弯曲表面上的附加压力和蒸气压
平面
弯曲表面上的附加压力 凸面
Young-Laplace 公式
§13.1 表面张力及表面Gibbs自由能
三、表面张力与表面Gibbs自由能的异同
描述角度不同、单位不同、数值相同
表面张力γ — 沿液体表面垂直作用于表面单位 长度线段上紧缩力。
表面Gibbs自由能— 定T、P、n 时,增加单位面
积系统Gibbs自由能的增值。
表面Gibbs自由能 数值上 表面张力
表面张力 表面热力学的基本公式 界面张力与温度的关系 溶液的表面张力与溶液浓度的关系
§13.1 表面张力及表面Gibbs自由能
一、表面张力
2222222222222222 llllllllllllllll
正反两面
F=(W1 W2)g
=
222222222222l lllllllllllW 1
:表面张力,单l 位长度上的收缩力,NWWWWWWWWWWWW2m22222222222 -1。
γ1,2 = γ1 - γ2 二、表面热力学的基本公式及表面自由能 1.表面热力学的基本公式
根据多组分热力学的基本公式:
dU TdS pdV BdnB U = U(S, V, nB) B
§13.1 表面张力及表面Gibbs自由能
多组分热力学基本公式若考虑了表面功,则为:
第2章 表面物理化学基础(1)
22
§2.1 表面和界面的结构
—2.1.3 实际表面结构
轮廓算术平均偏差:Ra
在取样长度 l 内轮廓偏距绝对
值的算术平均值。
1 l Ra y ( x ) dx l 0
微观不平度+点高度:Rz
5 1 5 Rz ( y pi yvi ) 5 i 1 i 1
轮廓最大高度:Ry
25
§2.1 表面和界面的结构
(三)表面氧化、吸附和沾污
—2.1.3 实际表面结构
固体与气体的有三种作用方式:吸附、吸收和化学反应。 吸附: 固体表面吸引气体与之结合,以降低固体表面能的作用。 固体的表面和内部都容纳气体,使整个固体材料的能量 吸收: 发生变化。 化学 固体与气体的分子或离子间以化学键相互作用,形成新 反应:的物质,整个固体的能量发生显著的变化。
活动能力大,当温度升高时,台阶上的扭折数会增加。 TLK 表面的台阶和扭折对晶体生长、气体吸附和反应速 度等影响极大。台阶和扭折是催化和固相反应的活化中心。
15
§2.1 表面和界面的结构
(3)弛豫表面
—2.1.2 理想表面和清洁表面
在固体表面处,由于固相的三维周期性突然中断,表面上 原子产生的相对于正常位置的上、下位移,称为表面弛豫。
9
§2.1 表面和界面的结构
—2.1.2 理想表面和清洁表面
自行调整,使表面原子排列情况与材料内部明显不同; 依靠表面成分偏析、表面对外来原子(或分子)的吸附
以及两者的相互作用而趋向稳定态,因而使表面组分与 材料内部不同。
几种清洁表面的结构和特点
序号 名称 结构示意图 特点 表面最外层原子与第二层 原子间的距离不同于体内原子
以用平衡热力学来描述。
表面物理化学教材
比表面Av/(m2/m3) 6 ×102 6 ×103 6 ×105 6 ×107 6 ×109 比表面增长了一千万倍
达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积,因而具有许多独 特的表面效应,成为新材料和多相催化方面的研究热点。
表面张力(surface tension)
在两相(特别是气-液)界面上,处处存 在着一种张力,它垂直于表面边界, 指向液体方向并与表面相切。 把作用于单位边界线上的这种力称为 表面张力,用g 表示,单位是N· m-1。 将一含有一个活动边框的金属线框 架放在肥皂液中,然后取出悬挂, 活动边在下面。由于金属框上的肥 皂膜的表面张力作用,可滑动的边 会被向上拉,直至顶部。
物理化学电子教案—第十三章
第十三章
界面现象
13.1 表面张力及表面Gibbs自由能 13.2 弯曲表面上的附加压力和蒸气压 13.3 溶液的表面吸附 13.4 液-液界面的性质 13.5 膜 13.6 液-固界面-润湿作用 13.7 表面活性剂及其作用
13.8 固体表面的吸附 13.8 气-固相表面催化效应
的界面,但习惯上把液体或固体与空气的界面称为
液体或固体的表面。 常见的界面有:气-液界面,气-固界面,液-液 界面,液-固界面,固-固界面。
表面和界面(surface and interface)
常见的界面有: 1.气-液界面
表面和界面(surface and interface)
2.气-固界面
13.1 表面张力及表面Gibbs自由能
表面张力 表面热力学中的基本公式 界面张力与温度的关系 溶液表面张力与溶液浓度的关系
表面和界面(surface and interface)
界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区,
表面物理化学课程设计 (2)
表面物理化学课程设计1. 引言表面物理化学研究物质表面和接触面上的化学现象和物理现象,是现代物理化学领域中的一个重要分支。
表面物理化学的主要内容包括表面能、界面电化学、表面反应动力学、表面光谱学等方面。
近年来表面物理化学的研究成果在信息、制造和能源等领域的应用逐渐加深,因此对于建立具有先进水平的表面物理化学课程至关重要。
2. 课程设计本课程旨在培养学生对表面物理化学理论的掌握和实践操作的能力。
本课程将包括以下几个方面:2.1 表面物理化学基础理论本节将介绍表面物理化学领域的基本概念以及表面物理化学实验技术。
其中包括表面能、表面和界面张力、吸附现象、表面电化学、种子极化法、交流伏安法等表面物理化学方法。
此外,本节还将介绍常用的表面物理化学分析手段,如 XPS、SEM、AFM、STM 等。
2.2 表面物理化学实验本节主要涵盖表面物理化学实验的设计和操作流程。
具体实验会涉及表面电化学、表面吸附和表面反应动力学等方面。
所有实验都将会在实验室中进行。
实验分为单独操作和小组合作操作两种方式。
本节也将包括实验数据分析及实验结果的报告和讨论。
2.3 表面物理化学应用本节将介绍表面物理化学在现代科技中的应用,包括信息、制造、能源和环境等领域。
此外,本节还将选定一些典型案例,让学生能够通过案例分析和讨论,加深对表面物理化学应用的理解。
3. 学习成果通过本课程的学习,学生应该能够:1.熟练掌握表面物理化学的基本概念和实验技术;2.能够独立设计和完成表面物理化学实验;3.能够有效地选择和使用表面物理化学分析手段;4.知晓表面物理化学在现代科技中的应用;5.拥有批判性思维和分析问题的能力。
4. 课程评估学生的表现将按以下几种考核方式进行评估:1.期末考试:考查对课程内容的整体掌握;2.课堂小测:随堂考核学生对课程内容的理解;3.个人作业:包括抽象和设计类作业;4.实验报告和实验室表现:考核学生在实验中的实验技能和数据处理能力;5.课程项目:包括小组项目以及个人项目,考察学生对表面物理化学应用的理解和掌握。
沈阳理工大学 高分子化学及物理实验教学大纲
《高分子化学与物理》实验教学大纲大纲制定(修订)时间:2010年6月课程名称:《高分子化学与物理》课程编码:080331015课程类别:专业基础课课程性质:必修适用专业:应用化学课程总学时:60实验(上机)计划学时:20开课单位:环境与化学工程学院一、大纲编写依据1.应用化学专业2010版教学计划。
2.应用化学专业《高分子化学与物理》理论教学大纲对实践教学环节的要求。
二、实验课程地位及相关课程的联系1.本课程包括高分子化学实验和高分子物理实验,是应用化学专业涂料制造与涂装工艺方向的专业基础必修课;2.本实验项目注意与实际应用紧密结合,主要是培养学生的思维想象、创新和实际动手能力,让学生理论联系实际,学习高分子化合物合成、制备的基本方法,了解高分子化合物合成、制备的基本合成原理、生产工艺过程,同时了解高分子合成中的一些常见具体问题,如引发剂的选用、生产过程中反应放热问题、爆聚时的一般处理方法等;3.本实验设置了一些合成、性能测试与应用相结合的综合性实验,使实验具有一定的趣味性和实践性,使学生在得到基本技能训练的基础上,获得一些实际应用的感性认识;4.通过本课程的学习使学生掌握各类高分子化合物合成的基本原理、生产工艺过程、一般用途和使用方法,为后续专业课程《涂料制造》的学习和毕业设计奠定基础,对学生今后在高分子相关领域工作和从事研究具有指导意义。
三、本课程实验目的和任务1.掌握高分子本体聚合和乳液聚合的基本原理、乌氏粘度计测定高聚物粘度进而计算高聚物分子量的原理。
2.训练高分子合成方法如本体聚合和乳液聚合的实验方法,培养高分子合成的实施方法及控制合成过程影响因素的能力,养成严谨的科学态度, 科学思维方法和具有较强的实际动手能力。
3.掌握高分子化学聚合物本体聚合和乳液聚合基本实验方法、高分子物理常用的乌氏粘度计、旋转粘度计测试高分子粘度的实验方法、使用万能电子试验机测定高分子材料应力-应变曲线,掌握图解法求算聚合物材料抗张强度、断裂伸长率和弹性模量。
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《表面物理化学》课程教学大纲
课程代码:080552018
课程英文名称:Physical Chemistry of Surfaces
课程总学时:16 讲课:16 实验:0 上机:0
适用专业:化学专业
大纲编写(修订)时间:2011.5
一、大纲使用说明
(一)课程地位及教学目标
表面物理化学是本科高年级开设的关于系统高度分散时物理化学性能的基础理论课程。
主要介绍高比表面物质的特殊性,界面特殊性引起的系统特殊性,为小颗粒、胶体物质、尤其纳米材料的研究和应用奠定理论基础。
通过该课程的学习,可提高学生在科学研究和生产实践中分析问题和解决问题的能力。
表面物理化学是化学及化工专业学生选修课程之一,本课程目的是通过教学环节,使学生掌握表面物理化学的基础知识。
包括:物质表面、固-液界面与润湿、固-固界面与粘附、固体表面吸附、溶液吸附等。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求
随着化工、医药、催化、涂料等行业及纳米技术的迅速发展,对高分散、高比表面物质的开发和应用领域不断扩大,要求学生对表面物理化学知识有更深入的了解和学习,以适应实际工作的需要。
教学中学生须掌握的知识内容如下:
(1)熟悉表面物理化学研究的基本思路和途径。
(2)理解物质表面的特殊现象及其规律。
(3)了解材料表面研究的基本方法和手段。
通过理论学习,能够利用基本原理对界面的特殊性和现象进行正确分析和处理。
(三)实施说明
根据教学需要以及选用教材不同,教学内容可适当调整,各部分学时数可调整2学时。
(四)对先修课的要求
要求先修完物理化学G1、物理化学G2。
(五)对习题课、实验环节的要求
在表面物理化学的整体教学中,一要培养运用表面物理化学理论知识的能力,习题少而精;二是要注意培养学生理论联系实际的能力,使其理论指导并应用于实践,解决化学问题。
(六)考核方式及成绩评定方式
1.考核方式:考查。
2.考核目标:在考核学生对表面物理化学基本知识、基本原理和方法的基础上,重点考核学生分析问题、应用理论解决问题的能力。
3.成绩构成:考核包括,上课表现及出勤率占30%,作业占50%、小测验和提问占20%。
(七)主要参考书目:
1.《表面物理化学》(第1版). 腾新荣主编. 化工出版出版社,2009
2.《表面物理化学》(第1版). 程传煊主编. 科学技术文献出版社,2007
3.《固体表面物理化学若干研究前沿》,万惠霖等编,厦门大学出版社,2006
二、中文摘要
表面物理化学是研究系统高度分散时其物理化学性能的一门理论学科。
通过本课程的学习,使学生掌握界面特殊性的相关理论,能科学、有效的处理高分散性系统,提高学生科学研究和分析问题、解决问题的能力。
课程内容主要包括物质表面、固-液界面与润湿、固-固界面与粘附、固体表面吸附、溶液吸附等。
三、课程学时总体分配表
四、教学内容及基本要求
第1部分物质表面
总学时(单位:学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容:
(1)了解表面张力的含义
(2)掌握表面张力的测定方法
(3)掌握kelvin方程的应用
重点:
拉普拉斯方程、开尔文方程理解和推导
难点:
拉普拉斯方程、开尔文方程推导
习题:
开尔文方程的应用
第2部分固-液界面与湿润
总学时(单位:学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容:
(1)掌握界面张力、接触角、湿润、铺展湿润更概念
(2)了解粘附功及自由能测定方法
(3)掌握固-液界面自由能的估算方法
重点:
表面张力的计算
习题:
表面张力的计算
第3部分固-固界面与粘附
总学时(单位:学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0
具体内容:
(1)了解固-固界面能及粘附的本质
(2)了解粘附理论和粘附强度的影响因素
重点:
固-固界面粘附的本质;粘附理论
难点:
固-固界面粘附的本质;粘附理论
习题:
粘附理论的应用
第4部分固体表面吸附
总学时(单位:学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容:
(1)了解物理吸附和化学吸附的本质
(2)了解吸附等温式和吸附熵的统计热力学方法
重点:
多层吸附方程的理论推导及其应用
习题:
多层吸附方程的应用计算
第5部分溶液吸附
总学时(单位:学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容:
(1)了解Gibbs公式的含义,吸附的本质
(2)掌握固体溶液中吸附的计算
重点:
溶液吸附的Gibbs公式的推导
习题:
Gibbs公式的应用。
编写人:毕韶丹
王昕
王雷
审核人:唐祝兴
批准人:赵平。