(1)润湿为固体(或液体)的表面上的一种流体(如气体)被另一种流体(如液体)所替代的现象。为判断润湿程度而引进接触角θ，如将液体滴在固体表面时，会形成一定形状的液滴，在气、液、固三相交界处，气液表面张力与固液界面张力之间的、并将液体夹在其中的夹角，称为接触角，其角度大小取决于三种表(界)面张力的数值，它们之间的关系如下
cos??(?s??ls)/?l
上式称为杨氏方程。式中：?，?，?分别表示在一定温度下的固－气、固－液及气－液之间的表(界)面张力。杨氏方程只适用光滑的表面。
(2)铺展。铺展是少量液体在固体表面上自动展开并形成一层薄膜的现象。用铺展系数S作为衡量液体在固体表面能否铺展的判据，其与液体滴落在固体表面前后的表(界)面张力关系有
slslS???Gs??s??ls??l
S≥0则液体能在固体表面上发生铺展；若S<0则不能铺展。
7．溶液的表面吸附及吉布斯吸附等温式
溶质在溶液表面层(又称表面相)中的浓度与其在本体(又称体相)中的浓度不同的现象称溶液表面的吸附。若溶质在表面层中的浓度大于其在本体中的浓度时则称为正吸附，反之，则称为负吸附。所以，将单位表面层中所含溶质的物质的量与具有相同数量溶剂的本体溶液中所含溶质的物质的量之差值称为表面吸附量，用符号Γ表示。吉布斯用热力学方法导出能用于溶液表面吸附的吸附等温式，故称为吉布斯吸附等温式，其式如下
???(c/RT)(??/?c)T
式中：(??/?c)T 为在温度T，浓度c时γ随c的变化率。此式适用于稀溶液中溶质在溶液表面层中吸附量Γ的计算。
第十一章 化学动力学 主要公式及其适用条件
1．化学反应速率的定义
v?1d?Vdt
式中：V为体积，? 为反应进度，t 为时间。
若反应在恒容下进行时，则上式可改写为
v?
dcB1dnB ?V?Bdt?Bdt36
?B为反应方程式中的化学计量数，对反应物取负值，对产物取正值。例如
aA + bB ? f F + eE
当取反应物或产物分别表示上述反应的反应速率时，则有
v??dcAdcdcFdcE??B??adtbdtfdtedt (1)
在实际应用时，常用?反应物的消耗速率；
dcdcdcdcAdcdc，?B或F，E来表示反应的反应速率。?A，?B称为dtdtdtdtdtdtdcFdcE，则称为产物的生成速率。用参加反应的不同物质之消耗速率或生成速dtdt率来表示一反应的反应速率时，其数值是不同的，它们之间的关系见式(1)。
2．反应速率方程及反应级数
若反应的反应速率与参加反应物质的浓度之间存在以下关系，即
???v?kcAcBcC
则称此关系式为反应的速率方程。式中的?，?，? 分别称为A, B, C 物质的反应分级数，? + ? + ? = n 便称为反应总级数。?，?，? 的数值可为零、分数和整数，而且可正可负。k称为反应的速率常数。
应指出：若速率方程中的v及k注有下标时，如vB，kB，则表示该反应的速率方程是用物质B表示反应速率和反应速率常数。
3．基元反应与质量作用定律
基元反应是指由反应物微粒(分子、原子、离子、自由基等)一步直接转化为产物的反应。若反应是由两个或两个以上的基元反应所组成，则该反应称为非基元反应。
对于基元反应，其反应速率与各反应物浓度的幂乘积成正比，而各浓度的方次则为反应方程式中的各反应物的化学计量数，这就是质量作用定律。例如，有基元反应如下：
A + 2B ? C + D
则其速率方程为
?dcA2?kAcAcBdt
要注意：非基元反应决不能用质量作用定律，所以如未指明某反应为基元反应时，不能随意使用质量作用定律。
4．具有简单级数反应速率的公式及特点
级数
微分式 积分式 半衰期 k的单位 37
零级 ?一级 dcA?k(cA)0dt dc?A?kcAdt dc2?A?kcAdt dcn?A?kcAdt cA,0?cA?kt t1/2?cA,02k cA,02k 浓度?时间-1 lncA,0cA?kt t1/2?时间-1 二级 11?kt?cAcA,0 1cn?1At1/2?1kcA,0 浓度-1?时间-1 n级(n?1) ?1cn?1A,0?(n?1)kt t1/22n?1?1?浓度n-1?时间-1 n?1(n?1)kcA,0
5．阿累尼乌斯方程
Edlnk?a2RT 微分式：dt?E?k?Aexp??a??RT? 指数式：
lnk??Ea?lnART
积分式：
ln
Ek2??ak1T?11???T?T??1? ?2式中，A称为指前因子或表观频率因子，其单位与k相同；Ea称为阿累尼乌斯活化能(简称活化能)，其单位为kJ?mol-1。上述三式是定量表示k与T之间的关系。常用于计算不同温度T所对应之反应的速率常数k(T)以及反应的活化能Ea。
阿累尼乌斯方程只能用于基元反应或有明确级数而且k随温度升高而增大的非基元反应。
6．典型复合反应
(1) 对行反应 如以正、逆反应均为一级反应为例，
A?k?1k1B
t = 0 cA,0 0 t = 1 cA cA,0 –cA t = ? cA,e cA,0 –cA,e
若以A的净消耗速率来表示该对行反应的反应速率时，则A的净消耗速率为同时进行的，并以A来表示正、逆反应速率之代数和。即
38
?上式的积分式为
dcA?k1cA?k?1(cA,0?cA)dt
lncA,0?cA,ecA?cA,e?(k1?k?1)t
对行反应的特点是经过足够长时间后，反应物与产物趋向各自的平衡浓度，于是存在
Ke?k1cA,0?cA,e?k?1cA,e
这一关系是在对行反应的计算中常使用。
(2) 平行反应 若以两个反应均为一级反应为例
k1
A
则 dcB/dt = k1cA
dcC/dt = k2cA
k2
B C
因B与C的生成均由A转化而来，所以A的消耗速率便是平行反应的反应速率，而且 -dcA/dt = dcB/dt + dcC/dt
得 -dcA/dt = (k1 + k2) cA
将上式积分得 ln(cA,0/cA) = (k1 + k2) t
平行反应的特点：当组成平行反应的每一反应之级数均相同时，则各个反应的产物浓度之比等于各个反应的速率常数之比，而与反应物的起始浓度及时间均无关。如例示的平行反应因组成其的两反应皆为一级反应，故有
cB/cC = k1/k2
7．反应速率理论之速率常数表达式
(1) 碰撞理论速率常数表达式
异种分子：k?(rA?rB)2(8πkBT/?)1/2e?Ec/RT 式中：Ec称为临界能，其与阿累尼乌斯活化能关系如下：
Ea?Ec?1RT2
(2) 过渡状态理论的速率常数表达式
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k?kBT?Kch
?q*?Kc?**Le?E0/RTqAqB
式中E0为活化络合物X?与反应物基态能量之差。
用热力学方法处理Kc? 则得
k?kBT??O?OKexp(?S/R)exp(??H/RT)cOhc
8．量子效率与量子产率
量子效率
量子产率
??发生反应的分子数发生反应的物质的量?被吸收的光子数被吸收光子的物质的量生成产物B的分子数生成产物B的物质的量?被吸收的光子数被吸收光子的物质的量??第十二章 胶体化学 主要公式及其适用条件
1． 胶体系统及其特点
胶体：分散相粒子在某方向上的线度在1～100 nm 范围的高分散系统称为胶体。对于由金属及难溶于水的卤化物、硫化物或氢氧化物等在水中形成胶体称憎液溶胶（简称为胶体）。憎液溶胶的粒子均是由数目众多的分子构成，存在着很大的相界面，因此憎液溶胶具有高分散性、多相性以及热力学不稳定性的特点。
2． 胶体系统的动力学性质 （1） 布朗运动
体粒子由于受到分散介质分子的不平衡撞击而不断地作不规则地运动，称此运动为布朗运动。其平均位移x可按下列爱因斯坦－布朗位移公式计算
x?(RTt/3Lπr?)1/2
式中：t为时间，r为粒子半径，η为介质的粘度。 （2） 扩散、沉降及沉降平衡
扩散是指当有浓度梯度存在时，物质粒子（包括胶体粒子）因热运动而发生宏观上的定向位移之现象。
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