Термолиз

Образование НЧ в результате разложения при высокой Т твердых веществ, содержащих катионы металлов, молекулярные анионы или металлорганические соединения

азид LiN₃ разлагается с выделением газообразного N₂, что определяется по увеличению давления в вакуумированном пространстве

Атомы лития объединяются в маленькие коллоидные металлические частицы с размерами ~ 5 нм

Вещество помещается в откачанную кварцевую трубку и нагревается до 400°С

Методом испарения-конденсации получены НЧ Ag, Bi, Сu. Варьируя давление и состав несущего газа, можно получать частицы размером от 1 до 10 нм.

Метод испарения-конденсации позволяет получать наиболее чистые металлические частицы

Недостатки метода

Ø чрезвычайно широкое (по современным критериям) распределение получаемых наночастиц по размерам и

Ø трудность управления этими размерами

коллоидные методы получения НЧ – более удобны

7. Поверхность, условия ее существования, поверхностный слой, поверхностная энергия, удельная поверхность. Термодинамическое определение поверхностного натяжения. Удельная энергия Гиббса поверхности твердых тел и жидкостей (ПОЛНОСТЬЮ)

Условие существования межфазных поверхностей – наличие в системе жидкой или твердой фазы, определяющих форму и строение поверхностного слоя

на свойства поверхностей существенно влияют:

• большая подвижность молекул жидкости и

• практическая неподвижность молекул и атомов твердого тела

Поверхностный слой жидкости непрерывно обновляется вследствие:

• подвижности молекул в объеме, а также в результате

• постоянно протекающих процессов испарения и конденсации

Н₂О: среднее время жизни на поверхности ≈ 10^-7 с. Плотность граничного слоя изменяется непрерывно от плотности жидкой воды до плотности ее пара

Вследствие подвижности жидкости имеют гладкие и сплошные, или эквипотенциальные, поверхности;с термодинамических позиций (макросостояния)

все точки поверхности жидкости энергетически эквивалентны

Поверхность твердого тела редко бывает эквипотенциальной!

( Поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения, называется эквипотенциальной поверхностью.)

Поверхностные (межфазные) явления состоят в том, что на границе между соприкасающимися фазами располагается узкая переходная зона - поверхностный слой, свойства которого отличаются от свойств объемных фаз.

В средней части поверхностного слоя наблюдаются очень большие градиенты тех локальных свойств, которые различны в соприкасающихся фазах.

Например, изменение плотности в тысячу раз на границе конденсированной фазы с воздухом осуществляется на расстоянии в 1 нм

Высокая неоднородность поверхностных слоев неизбежно приводит к их анизотропии (Анизотропи́я (от др.-греч. ἄνισος — неравный и τρόπος — направление) — неодинаковость свойств среды (например, физических: упругости, электропроводности, теплопроводности, показателя преломления, скорости звука или света и др.) по различным направлениям внутри этой среды; в противоположность изотропии)

Поверхностная энергия:

Может быть представлена в виде произведения поверхностного натяжения (обобщенная сила) на площадь поверхности (обобщенная координата)

Геометрические параметры: Удельная поверхность тела, как и дисперсной системы определяется отношением площади его поверхности S_1/2 между фазами 1 и 2 к объему тела V:

,где V- Обычно объем дисперсной фазы, или дисперсионной среды.

(Если общие S и V дисперсной фазы выразить через s и v отдельных частиц (средние значения), то S_уд монодисперсной системы можно определить, зная только размер отдельной частицы.)

Например, для систем кубических частиц с размером ребра l и сферических диаметром d имеем:

или в общем виде

где k - коэффициент формы части, D – дисперсность.

Зависимость удельной поверхности S_уд дисперсных систем от размера частиц а и дисперсности D ->

При отнесении удельной поверхности к массе т дисперсной фазы (или дисперсионной среды) учитывается плотность вещества ρ:

Для сферических частиц

Поверхностное натяжение σ можно рассматривать:

1.Как работу переноса молекул из объема тела на поверхность, связанную с разрывом межмолекулярных связей

2.Как силу, направленную тангенциально к поверхности и приходящуюся на единицу длины периметра, ограничивающего поверхность

3.Как работу образования единицы поверхности

γ - поверхностное натяжение для твердых тел

- обратимая работа по созданию новой поверхности путем добавления других атомов на поверхности

У тел в твердом состоянии по сравнению с жидким силы межмолекулярного и межатомного взаимодействия больше на величину, определяемую энтальпией плавления (затвердевания).