相平衡与相图

3.091-固态化学导论

讲义 10

相平衡与相图

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课外阅读参考书目：

Cliffs, NJ, 1965. (Paperback)

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A

相图是关于单质，化合物和溶液行为信息的最重要来源之一。相图为我们提供了相成分和相稳定与温度（T），压强（P）和浓度（C）之间的函数关系。而且，相图可以在技术以及其它应用上对重要的步骤，如相分离、凝固、烧结、净化、生长和单晶的掺杂进行研究和

它们仍能协助预测处于非平衡态系统的相控制。尽管相图只提供系统处于平衡态时的信息，

关系、组份变化和结构。

1. 气体，液体和固体

基于不同的原子或分子间作用力的相对大小与热运动剧烈程度的对比，任何物质（单质或化合物）都能以固态，液态和气态三种状态存在。因此，毫无疑问，不同状态的聚合体的稳定度是一个温度和压强的函数，为种聚合体通常称为相（以气相为例，压强增大，原子间距减小，造成了原子间引力的增大）。

通常来说，“相”就是有确定化学组分的物质，形成的一个均匀的，物理上可区分，机械上可分离的部分。为了阐明这个定义，让我们来看一些常见多相系统的例子。水中的冰块就是一个二相系统（冰和液态水），如果我们包括玻璃杯上方的水蒸气，这就是一个三相系统。水和油的混合液也是一个二相系统。就像水和油代表两个可区分的液相，固体中两个有明显不同组分或结构的区域代表两个固相。

如果我们考察一个单一组分系统, 比如液态水, 可以发现因为水分子的能量分布, 总有