界面双电层结构.ppt

界面双电层结构电极反应是发生在电子导体相和离子导体相之间的,即是一种界面反应,是直接在“电极/溶液”界面上实现的。电极/溶液相界面是实现电极反应的“客观环境”。在不同的电极表面上,同一电极反应的速度可以不相同,有时差别甚至超过十几个数量级。即界面的性质以及结构对电极反应产生很大的影响。对电极/溶液界面性质的研究就是希望了解这种影响的作用方式和大小。“化学因素”。因为在不同的电极表面、同样的材料但制备电极表面的方法不相同,甚至在同一晶体的不同晶面上电极反应的速度也各不相同。2.“电极/溶液”界面上的电场强度这方面的因素可称之为影响电极反应的“电场因素”。因为界面上的电势--电极电势(电极/溶液的相间电势)的大小或分布可以改变反应速度和方向,,由于各种界面作用(包括界面上的电荷转移、带电粒子、偶极子的吸附等)导致界面两侧出现电量相等而符号相反的电荷。在静电作用下,符号相反的剩余电荷排列在两相接触的相界面上,形成与充电电容器相似的荷电层。在相接触的两相界面的两侧的符号相反的电荷层叫做双电层。一、双电层概念第三章界面双电层结构由于界面性质的差异,任何两相界面都存在有双电层.++++++------LMML这种转移的推动力是带电粒子在两相间的电化学位的不同。。二、++++++L++++++—离子双电层++++++MMeM+M+由于电化学势不同电子在两种金属相间发生转移。荷电粒子由于化学势不同在两液相之间转移荷电粒子由于电化学位不同在金属与溶液两相发生转移。--偶极双电层。、双电层的形成第三章界面双电层结构如由于表面作用,水在材料表面的排列;材料表面存在偶极子,对与其接触的物体表面的极化及偶极子的定向排列;这样形成的双电层叫偶极双电层。它可以是跨越两相界面,也可以只存在于一相中。+-+-+-+-+-++++-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-++--、双电层的形成第三章界面双电层结构离子的特性吸附是指电极表面的非静电引力作用而产生的接触吸附。由于特性吸附,溶液中的离子会在电极表形成分布于溶液侧的荷电层,这一荷电层又吸引溶液中的反号离子,构成双电层,这种双电层叫做吸附双电层。其特点是只存在于一相中。其中对电极反应影响最大的、对相间电位贡献最多的是离子双电层。由于不同物相的物理化学性质的差异,因此任何两相界面都存在有双电层。两相间的双电层的电势差就是相间电势。对于由电子导电相和离子导电相组成的电极系统,两相间的双电层形成就是电极电势形成的原因,即双电层的电势就是电极系统的绝对电势。、双电层的形成两相界面上的双电层可以自发形成也可以强制形成。无论是自发形成的双电层还是强制形成的双电层,在性质上都是一样的,没有什么差异。正是可以强制形成双电层,因此可在一定范围内改变双电层电势的大小。相界面上存在的双电层对于发生在界面上伴随有电荷在界面转移的电极过程将产生很大的影响。第三章界面双电层结构二、,当场强的数量级超过106v/m时,几乎对所有的电介质都会引起火花放电,。假设双电层中正负电荷中心相距10A(10-9M).如果金属/溶液界面上形成的双电层所产生的电位差,可以在较大的范围内变化,-1v,+++++------109v/m,