分子间力与表面、界面和自组装

课程编码：180092080501P3003H 英文名称：Intermolecular Forces and Surface, Interface and Self-assembly 课时：40 学分：2.00 课程属性：专业课 主讲教师：彭爱东

本课程是为材料物理与化学和相关专业的研究生开设的专业课。其目的是为学生讲授多种分子间相互作用的基本物理学观点和简明的理论，用于计算或估量不同情形下这些分子间力的大小，而这些分子间力与材料的表（界）面和（大）分子自组装现象密切相关，对其相应的性能和特性有着直接的影响。通过本课程的学习，使学生能够借助尽可能简单的数学推导从物理的概念和定义出发，既定性又定量的对影响材料表界面和分子组装行为的分子间力（及其衍生而来的表面力）的本质及其不同情形下的表现形式有更深入的了解，掌握基本概念和基础理论，并依此来估量或计算不同分子间相互作用力的大小，从而评估其对材料表界面和分子组装行为的影响，以此来联系基础科学和实际工程应用，为以后从事相关的科研工作打下基础。

普通物理，普通化学

第一章 分子间力发展回顾与展望 3.0学时 彭爱东
第1节 古代对力的认识
第2节 近现代对力的认识
第3节 现代对力的认识
第4节 展望
第二章 分子间力中的热力学与统计力学 3.0学时 彭爱东
第1节 空间和介质中的分子相互作用
第2节 玻耳兹曼分布和化学势
第3节 碰撞中的动力学和统计学
第三章 强分子力：共价作用和库仑相互作用 3.0学时 彭爱东
第1节 物理键和化学键
第2节 库仑力与离子晶体
第3节 溶剂中离子的溶解度
第四章 极性分子相互作用 3.0学时 彭爱东
第1节 离子-偶极相互作用
第2节 偶极-偶极相互作用
第3节 旋转偶极和角平均势
第五章 极化分子的相互作用 4.0学时 彭爱东
第1节 原子和分子的极化
第2节 离子和不带电分子的相互作用
第3节 偶极诱导的偶极相互作用
第4节 溶剂效应
第六章 范德华力 4.0学时 彭爱东
第1节 范德华力起源
第2节 范德华固体和范德华液体
第3节 极性分子间范德华力
第4节 分子间范德华力的一般理论
第5节 范德华力的特殊效应
第七章 空间排斥力 3.0学时 彭爱东
第1节 排斥势能
第2节 固体中分子和颗粒的堆积
第3节 液体中的排斥力及其对分子力的影响
第八章 氢键与亲疏水相互作用 3.0学时 彭爱东
第1节 氢键结构与特性
第2节 水的结构模型
第3节 疏水效应和疏水相互作用
第4节 亲水相互作用
第九章 粘附和润湿现象 6.0学时 彭爱东
第1节 表面和界面能
第2节 粘附能与粘附力
第3节 高弯曲表面和界面
第4节 接触角和润湿膜
第5节 颗粒和表面的粘附
第十章 自组装 6.0学时 彭爱东
第1节 柔性结构和聚集体
第2节 自组装结构的热力学
第3节 聚集体的成核与生长
第4节 聚集体间相互作用效应

彭爱东，中国科学院大学材料科学与光电技术学院副教授