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中科院固体表面物理化学期末考试总结VIP免费

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1/23表界面的分类:气-液;气-固;液-液;液-固;固-固表面浓度分散度表面形貌非均匀性原因:由于固体表面原子的组成、排列、振动状态和体相原子的不同,由于悬挂键导致的化学性质活泼,以及周期性的势场中断导致的表面电子状态差异,固体表面形成很多导致表面形貌非均匀性的元素。位错密度表面粗糙度:原矢米勒指数(millerindex)2/23晶面间距dhkl晶体类型:体心立方,面心立方,简单立法表面原子最近邻数100110111Fcc879Bcc464Sc543Wood记号和矩阵表示表面自由能减小表面能的方法表面原子重排机理1:表面弛豫作用2:表面相转变3:吸附对纯净底物表面结构的影响层间距的变化;重组的表面结构的变化;吸附原子可以诱导表面重组内外表面内表面:多孔或多层材料,孔内或层间的表面比表面积:单位质量材料的表面积;用BET方法测量3/231.固体表面性质简介固体表面的性质结构特征:不同的位置有不同的性质表面运动:气体分子表面撞击速度R=P/2蟺mkT1/2;表面扩散系数(爱因斯坦方程):D=x2/2t外延生长原子的运动流程:a沉积/吸附在平台上-deposition;b沉积在原子岛上;c平台上扩散-diffusion;d脱附-desorption;e成核-nucleation;f交互扩散-interdifusion;g粘附在平台上-attachment;h从平台上脱离-detachment;i:粘附在台阶上化学性质:表面浓度依赖于气体分子撞击速度R相界面(Gibbs界面)表面热力学函数其他类推:S,G,Gs比表面自由能及温度的关系;;VanderWaalsandGuggenheimEquation:Where:Tc为临界温度;为0Kし的表面张力;固体表面能的理论估算金属表面张力估算;偏析作用来自晶体或固溶体中的杂质或溶质在界面聚集的现象4/23表面偏析公式:正规溶液参数扩散扩散:由热运动引起杂质原子、基质原子或缺陷输运的过程原因:原子或离子分布不均匀,存在浓度梯度,产生定向扩散扩散机理:间隙扩散,空位扩散,环形扩散表面扩散靠吸附原子或平台空位的运动实现。一维随机行走理论:表面原子通过扩散进行迁移,原子运动方向移动,每次跳跃距离等长d,将原子加以标记,温度T下,净距离为x,有Einstein方程x2=2Dt吸附的基本过程1:反应物扩散到活性表面;2一个或者多个反应物吸附在表面上;3表面反应;4产品从表面脱附;5产品从表面扩散出去吸附动力学Rads=k'px;其中x为动力学级数;p为分压Rads=Aexp(-EaRT)*Px;Ea活化能5/23Rads=S*F;;S=f(胃)exp(-EaRT);S粘着几率;F入射分子流;f(胃)表面覆盖率函数吸附方式物理吸附:VanderWaalsForce;电荷密度轻度分布化学吸附:化学键,电子密度重排,完全离子键,完全共价键几种元素的化学吸附氢气(H2):没有及基地原子相互作用的电子;分子-氢过渡金属复合物氢原子(H):氢原子及基地原子独立相互作用卤素(F2,Cl2,Br2,etc):以离解的方式给出卤素原子的吸附;及金属形成强的离子键氧气(O2):在金属表面以分子形式吸附,氧分子作为给体,金属作为受体氧原子(O):占据最高有效配体位置;强的相互作用导致表面的扭曲或者重组!离解氧吸附是不可逆过程;加热可以导致化合物的扩散或者形成氮气(N2):低强度M-N键,ゆ很难破坏的NN三键一氧化碳(CO):①活化表面:解离,分别形成氧化物へ碳氧化合物;②d区金属:弱的M-CO分子键,加热脱附;③过渡金属:对温度へ表面结构敏感氨气(NH3):不饱和碳氢化合物:化学吸附气体的排列规则1:紧密堆积:尽可能形成最小单胞6/232:转动对称性ゆ基地相同3:类似体相单胞矢量:单层(基地);多层(本体)化学吸附层表面结构分类:1:在顶上化学吸附:停留在表面,不扩散到体相内部2:共吸附表面结构:吸附强度相近的两种气体同时吸附3:重组的表面结构:表面原子重排,し体相的化学反应の前驱4:无定形表面结构:有序结构の形成扩散过程5:三维结构:扩散到体相内部の表面吸附脱附过程1:气相产物或者其他表面物质的分解;2:表面化合物の反应后者扩散;3:脱附到气相中脱附动力学Rdes=kNx;其中x为动力学级数(单分子或者原子脱附x=1;联合分子脱附x=2);N为吸附物种表面浓度;k脱附速率常数kdes=Aexp(-EadesRT);Eades活化能;表面滞留时间平均时间:;表面态表面局部的电子能级表面上附着电荷表...

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