表面化学亚稳态有哪些

1. 物理化学中如何防止亚稳态的产生

防止过冷水产生可加一些冰块
防止过饱和溶液产生可以加入晶种
防止液体过热，可以加入沸石
防止蒸气过饱和，可以加入固体颗粒 ，例如人工降雨

2. 你知道超出一般人认知的极端物质有什么吗

镓（Gallium），灰蓝色或银白色的金属，符号Ga，原子量69.723，外围电子排布4s24p1，位于第四周期第ⅢA族。
镓，熔点29.76℃，沸点2403℃，硬度1.5～2.5。
受热至熔点时变为液体，液态镓很容易过冷，即冷却至0℃而不固化。
过冷，温度低于凝固点但仍不凝固或结晶的液体称为过冷液体。过冷液体是不稳定的，只要投入少许该物质的晶体，便能诱发结晶，并使过冷液体的温度回升到凝固点。这种在微小扰动下就会很快转变的不稳定状态称为亚稳态。
液态镓的宽温度范围以及它很低的蒸汽压使它可以用于高温温度计和高温压力计。
镓在干燥空气中较稳定并生成氧化物薄膜阻止继续氧化，在潮湿空气中失去光泽。
微溶于汞，形成镓汞齐。镓铟合金可用于汞的替代品。
镓由液体转变为固体时，其体积约增大3.2%。由于液态镓的密度高于固体密度，凝固时体积膨胀，而且熔点很低，储存时会不断地熔化凝固，使用玻璃储存会撑破瓶子和浸润玻璃造成浪费。镓能浸润玻璃，故不宜使用玻璃容器存放。综上，镓适合使用塑料瓶（不能盛满）储存。
……
经典科幻电影《终结者2》里的“T-1000”液态金属机器人的变形能力至今令人印象深刻。
2014年9月23日，美国北卡罗来纳州一个科研团队日前研发出一种可进行自我修复的变形液态金属，距离打造“终结者”变形机器人的目标更进一步。
科学家们使用镓和铟合金合成液态金属，形成一种固溶合金，在室温下就可以成为液态，表面张力为每米500毫牛顿。
这意味着，在不受外力情况下，当这种合金被放在平坦桌面上时会保持一个几乎完美的圆球不变。
氮化镓的分子式为GaN，是半导体行业内公认的一种第三代半导体材料。
目前，GaN的应用主要集中在功率、光电和射频等领域。
其中，蓝宝石基氮化镓广泛被用来做LED，硅基氮化镓用来做功率器件，碳化硅基氮化镓广泛用于射频领域。
与硅（Si）、砷化镓（GaAs）为代表的第一、二代半导体材料相比，GaN具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电压以及更快的饱和电子漂移速率等物理性质。
“我特别特别喜欢这个GaN（氮化镓）充电器，摄影师来多拍几张照片。”在小米10手机的在线发布会上，雷军丝毫没有掩饰对小米GaN充电器的喜爱。
小米打出GaN牌后，“友商们”纷纷跟进。
realme在真我X50 Pro发布会上，官宣全系标配GaN充电器，华为、三星、苹果等均释放出将使用GaN充电设备的信号。

3. 表面物理化学是研究什么的

主要介绍了液体表面张力的基本概念及测定方法，固 液界面及湿润与黏附，溶液吸附等基本概念。介绍了固 固界面与黏附及固体表面的吸附。介绍了表面电化学及其应用。简述了表面物理化学在一些领域的应用，其中包括在膜科学、表面改性与功能材料及表面活性剂上的应用。主要介绍了有关表面研究的一些测试方法。

4. 化学反应速率和化学平衡知识点有哪些

化学反应速率和化学平衡知识点：

1、化学反应速率（v）。

⑴定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化。

⑵表示方法：单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

⑶计算公式：v=Δc/Δt（υ：平均速率，Δc：浓度变化，Δt：时间）单位：mol/（L·s）。

⑷影响因素：

①决定因素（内因）：反应物的性质（决定因素）。

②条件因素（外因）：反应所处的条件。

2、化学平衡。

⑴定义：化学平衡状态：一定条件下，当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时，更组成成分浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡”，这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。

⑵化学平衡的特征：

逆（研究前提是可逆反应）。

等（同一物质的正逆反应速率相等）。

动（动态平衡）。

定（各物质的浓度与质量分数恒定）。

变（条件改变，平衡发生变化）。

5. 常见的亚稳定状态有哪些为什么会产生亚稳定状态如何防止亚稳定状态的产生

常见的亚稳定状态有：过饱和蒸汽、过热或过冷液体和过饱和溶液等。产生亚稳定状态的原因是新相种子难生成。如在蒸气冷凝、液体凝固和沸腾以及溶液结晶等过程中，由于要从无到有生产新相，故而最初生成的新相，故而最初生成的新相的颗粒是极其微小的，其表面积和吉布斯函数都很大，因此在系统中产生新相极其困难，进而会产生过饱和蒸气、过热或过冷液体和过饱和溶液等这些亚稳定状态，为防止亚稳定态的产生，可预先在系统中加入少量将要产生的新相种子。

6. 一氧化碳是否满足八电子稳定结构

一氧化碳满足八电子稳定结构。

一氧化碳分子是不饱和的亚稳态分子，在化学上就分解而言是稳定的。常温下，一氧化碳不与酸、碱等反应，但与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高温能引起燃烧、爆炸，属于易燃、易爆气体。

因一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2，能被氧化成+4价，具有还原性；且能被还原为低价态，具有氧化性。

(6)表面化学亚稳态有哪些扩展阅读：

由于一氧化碳分子中碳氧键很牢固，需要有很高的活化能，故一氧化碳实际上不能进行无催化分解。当一氧化碳活性吸附在某些物质的晶体表面上时，才有可能进行分解。

一氧化碳和醇在有氢气存在的情况下反应而生成高一级的醇。如以羰基钴作催化剂，在温度为200℃、压力为30 MPa的条件下，一氧化碳和甲醇、氢气反应生成乙醇。

7. 载金矿物化学成分特征

工作中主要对阳山金矿不同类型矿石中成岩期草莓状黄铁矿、热液成矿期第Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ阶段的｛100｝,｛210｝黄铁矿及｛101}+{230｝毒砂单矿物颗粒进行了电子探针测试。系统分析了单矿物颗粒从核心至边缘环带的Fe,S,As,Se,Co,Ni,Te,Au等元素的含量，并研究了元素含量变化情况、赋存状态以及元素间的相互关系等（表6.1），进而为研究阳山金矿的成矿条件、成矿过程及成矿机理等提供重要的依据和信息。

6.2.1载金矿物Fe,As,S等元素含量及其赋存状态研究

测试结果表明（图6.7；表6.1），从成岩期至热液期不同阶段，黄铁矿As的百分含量先增大后减小，S和Fe的百分含量先减小后增加。成岩期和热液期第Ⅰ阶段的黄铁矿As含量较低，平均含量分别为0.13%和0.23%。随成矿作用的演化As的含量开始逐渐增加，热液期第Ⅱ阶段黄铁矿As的含量平均值为4.05%，最高可达9.90%。至热液期第Ⅲ阶段，黄铁矿As的平均含量又降低为2.35%。

黄铁矿中Au的含量也呈现相似的变化规律，成岩期黄铁矿不含金，热液期第Ⅰ阶段黄铁矿金含量为0.06%，热液期第Ⅱ阶段达到0.07%，至热液期第Ⅲ阶段又降为0.03%，可见在热液期第Ⅰ，Ⅱ成矿阶段，金主要赋存于黄铁矿中。

黄铁矿中Fe和S含量的变化趋势与As刚好相反。在成岩期和热液期第Ⅰ阶段的黄铁矿中，Fe平均含量分别为46.67%和46.83%;S平均含量分别为52.89%和53.01%，黄铁矿的平均分子式分别为Fe₁S_1.983和Fe₁S_1.981；在热液期第Ⅱ阶段Fe平均含量降为45.91%,S平均含量降为50.07%，黄铁矿的平均分子式为Fe₁S_1.908；至热液期第Ⅲ阶段Fe平均含量又增加为46.12%,S含量也增加为50.75%，黄铁矿的平均分子式为Fe₁S_1.922。可见黄铁矿中Fe,S含量均呈现先减后增的趋势，其中Fe的含量在成岩期和热液期第Ⅰ阶段高于黄铁矿理论百分含量（46.55%），在热液期第Ⅱ，Ⅲ阶段低于理论百分含量；而所测S的含量均低于黄铁矿理论百分含量（53.45%），且热液期第Ⅱ，Ⅲ阶段S亏损严重；从所计算的黄铁矿平均分子式来看，S相对于Fe也是亏损状态，而在热液期第Ⅱ，Ⅲ阶段S亏损尤其明显。可见，阳山金矿从成岩期到热液期第Ⅱ，Ⅲ阶段，成矿系统中元素变化较大，在热液期主成矿阶段许多“杂质元素”（主要为As,Au,Co,Ni等）混入了黄铁矿，造成其成分的变化。

S和Fe在热液期第Ⅰ阶段的黄铁矿中百分含量是最高的，这可能反映了此阶段S和Fe的物质供应比较充足，杂质元素相对较少，并且成矿流体中S逸度很高，形成了大量的较粗粒｛100｝黄铁矿。随着成矿作用的演化，成矿流体中As含量增多，并逐渐进入黄铁矿中，使得黄铁矿S和Fe相对含量降低。至热液期第Ⅱ阶段黄铁矿中As含量达到最高值，而S和Fe含量降至最低，在此阶段后期，毒砂开始形成，使得As更多地聚集在毒砂中，黄铁矿中的As则逐渐减少。热液期第Ⅲ阶段，由于毒砂的大量形成，As基本上聚集在毒砂中，使得黄铁矿中的S和Fe相对百分含量有所回升（图6.7）。

表6.1 阳山金矿不同成矿阶段黄铁矿、毒砂等矿物电子探针分析结果w（B）/%

续表

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图6.7 阳山金矿不同成矿阶段黄铁矿、毒砂Fe-As-S含量相互关系

（据杨荣生，2006）

a,b,c分别为不同成矿阶段黄铁矿之间的Fe-S,Fe-As和S-As关系图；d,e,f分别为不同成矿阶段毒砂的Fe-S,Fe-As和S-As关系图。O—第Ⅰ阶段Py；◆—第Ⅱ阶段Py；口—第Ⅲ阶段Py；△—第Ⅱ阶段Asp；▲—第Ⅲ阶段Asp

除上述变化外，黄铁矿中不同元素之间也存在一定的相关关系。热液期第Ⅰ阶段黄铁矿的S和As百分含量之间呈现十分微弱的负相关，Fe与As之间没有明显的相关关系，Fe和S之间的关系也不明显；热液期第Ⅱ阶段黄铁矿中S和As呈强烈的负相关关系，Fe和As也强烈负相关，Fe和S则明显正相关（图6.7）。

从热液期第Ⅱ阶段后期开始出现毒砂，且As和S之间具有明显的负相关关系（图6.7），同时黄铁矿中S明显亏损，因此部分As可能进入了黄铁矿的晶格中。随着成矿作用的演化，毒砂中Au含量呈现出明显的渐增趋势。热液期第Ⅱ阶段毒砂中Au平均百分含量为0.04%，热液期第Ⅲ阶段为0.11%。这说明从热液期第Ⅲ阶段开始，毒砂成为主要的载金矿物。此外，不同成矿阶段的毒砂与理论值相比，普遍显示As不足而S略有富余，其分子式可以写为Fe₁As_0.85S_1.06,As/S比值普遍较低，可能反映了其形成的温度相对较低。

6.2.2载金矿物As、Au赋存状态研究

6.2.2.1As在含砷黄铁矿中的赋存形式及其成矿意义

黄铁矿晶体结构中，＋2价Fe离子占据立方体晶胞的角顶与面中心，2个S原子以共价键结合，形成哑铃状[S₂]^2－，对硫原子团与Fe^2＋以离子键相结合，理论上Fe与S之间有固定的比值。阳山金矿不同成矿阶段黄铁矿中的Fe和S之间呈现出不同的比值，说明由于As等杂质的影响，黄铁矿内部的结构已发生一定程度的变异。

研究表明，含砷黄铁矿的纳米级微细结构会随着砷含量的增加而发生调整（Reich et al.,2006）。在As含量较低的（约为1.2%）情况下主要以亚稳态的固溶体Fe（S,As）₂形式存在，当As含量达到6%～9%时，亚稳态的固溶体将会发生脱溶作用形成较纯的黄铁矿或者立方体状的Fe As S_Pyr（具有黄铁矿结构的Fe As S组合），从而使得As直接进入黄铁矿或者其中的显微毒砂结构中（Fleet et al.,1989;Palenik et al.,2004;Reich et al.,2006）。阳山金矿不同成矿阶段的黄铁矿中As含量变化较大，而且As与S相关关系也不尽相同，因而其内部结构也应有一定的变化。

如果As只是简单地混入黄铁矿，没有进入黄铁矿的结构中，那么黄铁矿中的Fe和S之间虽然也会呈现出与As的负相关关系，但是Fe/S的比值应该是相对固定的。事实上，阳山金矿不同成矿阶段黄铁矿的Fe/S比值并不恒定。由表6.1可以推出，第Ⅱ阶段的含砷黄铁矿化学分子式总体可以写为Fe（S_1-xAs_x）₂。可见，阳山金矿黄铁矿中的As并不是简单地以机械混入物的形式进入黄铁矿中，可能还有其他的赋存形式。

如果As进入黄铁矿结构中，那么一般只能有两种可能的取代方式，一种是以As^－的形式取代

中的一个硫而形成As S^2－离子对，此时S与As之间呈负相关关系；另一种是以As^3＋形式取代Fe^2＋。

As在自然流体系统中主要以As^3＋和As^5＋的氧化态存在（Ballantyne et al.,1988;Are-hart et al.,1993）。在黄铁矿沉淀时的还原性条件下，主要以As^3＋为主（Stauffer et al.,1980）。

根据表面化学的研究成果，在黄铁矿等硫化物表面的Fe和S位置会形成高活性的缺陷位置（Guevremont et al.,1997;Uhlig et al.,2001），这些缺陷结构充当电子迁移的中心，从而控制氧化反应的进程（Guevremont et al.,1997;Bostick et al.,2000）。选择性萃取实验表明，As通常可以吸附在黄铁矿表面（Huerta-Diaz et al,1992;Cooper et al.,1996）。As被吸附在黄铁矿表面将会导致黄铁矿从一般的“n”型半导体向“p”型半导体的黄铁矿转变（Mironov et al.,1981），“p”型黄铁矿将会与溶液中的复杂的阴离子团（如Au

）发生反应（Prokhorov et al.,1971），而且黄铁矿中的含砷黄铁矿薄膜充当p-n结的角色，具有强烈静电特征和吸附Au的能力（Mironov et al.,1981;Möller et al.,1994,1997）。

Bostick et al.（2003）研究了缺氧环境中As^3＋在陨硫铁（Fe S）和黄铁矿（Fe S₂）表面的吸附反应，发现在弱酸性低硫化物含量的流体中，As^3＋同时被吸附在Fe和S的位置形成无定型的Fe As S结构。其中As—S、As—Fe键长约为2.4Å

1Å＝10^-10m。，接近毒砂中的As—S、As—Fe键长（分别为2.37 A和2.35A）。如果毒砂不能在黄铁矿表面成核时，那么在黄铁矿生成的过程中，Fe As S以黄铁矿的结构存在（Savage et al.,2000）。已有的XPS（X-ray photoelectron spectros）和电化学的数据（Nesbitt et al.,1994;Chadwell et al.,2001）表明，当As^3＋被吸附在铁硫化物表面的同时，会有部分Fe和S被氧化，形成Fe-As S和铁的长链多硫化物，例如Fe S₃、Fe S₄，可用反应式表示：

3Fe S+As（OH）₃=Fe S₂+Fe As S+Fe（OH）₃

7Fe S₂+2As（OH）₃=3Fe S₄+2Fe As S+2Fe（OH）₃

Fe S和Fe S₂表面吸附As^3＋能力的强弱与溶液的pH值成正比。当溶液的pH值介于4～5.5时，As^3＋的吸附量大幅度提高。因此，在酸性还原环境下，As可取代黄铁矿中S而使得S与As呈现明显的负相关关系。

在As^3＋被吸附而发生上述反应的同时，被氧化的过剩Fe和S的产物则进入溶液。当1mol的As^3＋被吸附时，进入溶液的Fe/S比率为20或者更大（Bostick et al.,2003），这说明进入溶液中的S相对Fe是比较少的。也就是说当As^3＋进入铁硫化物中时，会有大量的Fe进入溶液，这一过程可以从一个侧面解释阳山金矿中Fe与As的负相关关系（图6.7b）。

随着As进入黄铁矿结构中，Au等重要的成矿元素也随之就位于黄铁矿中而导致成矿作用的发生。Arehart et al.（1993）指出含砷黄铁矿中有两种取代机制，一种是1个Au^3＋和1个As^＋取代2个Fe^2＋形成（

,As⁺）S₂，另一种是Au^3＋取代Fe^2＋的同时，As^2－取代S－形成

结构，该文作者倾向于第二种取代机制，原因是S+As的原子百分比基本保持在66.7%。阳山金矿黄铁矿中S+As的原子百分比为65.8%～67.0%，在一个较大的区间内变化。这说明对于阳山金矿，除了上述的第二种取代机制外，可能还有其他的取代机制。

张复新等（2000）研究了秦岭的金龙山、丘岭等卡林型金矿后发现，当As进入黄铁矿结构中，某个复阴离子对便成为[As S]^3－对，并产生一个非平衡的电荷与金属离子共存，在晶体结构中需要三价阳离子代替二价阳离子。三价离子可以是As^3＋,Au^3＋,Sb^3＋等。这样，对黄铁矿和毒砂复硫化物来说，As不但可以置换复阴离子中的S^2－，而且还可替代部分阳离子，使黄铁矿和毒砂中有过剩的As。如此看来，阳山金矿含砷黄铁矿中As可能取代了其中的Fe，从而导致热液期第Ⅱ阶段的含砷黄铁矿中Fe与As之间呈现负相关关系（图6.7b）。

已有的实验（Bostick et al.,2003）表明，当成矿流体中硫化物的浓度较低时，在Fe S和Fe S₂表面吸附As^3＋而形成不定形结构的Fe As S，而在硫化物浓度较高的溶液中，则在Fe S和Fe S₂表面形成As₂S₃。阳山金矿热液成矿期的较晚阶段，形成了较多的雌黄和雄黄，表明随着成矿作用的演化，成矿流体中S含量有所增加，这也可以从毒砂的分子式（Fe₁As_0.85S_1.06）中得到反映，而且成矿体系内的As也以正价的形式出现，表明成矿流体的氧化还原电位逐渐增高，成矿体系趋于开放。

6.2.2.2Au在含砷黄铁矿中的赋存形式及其成矿意义

Reich et al.（2005）研究表明，如果含砷黄铁矿中Au/As的摩尔比值大于0.02，则Au主要以纳米级的自然金（Au⁰）颗粒的形式存在，沉淀Au的成矿溶液相对于Au⁰来说Au是过饱和的；如果该比值小于0.02,Au在含砷黄铁矿中主要以固溶体（Au⁺）的形式存在，成矿溶液是Au⁰不饱和的；同时指出，大多数卡林型金矿Au/As的摩尔比值都小于0.02，含砷黄铁矿都是在Au不饱和的成矿母液中形成的。若只有晶格金（Au⁺）存在，则说明成矿流体中的金是不饱和的，如果金以自然金（Au⁰）的形式存在，说明成矿流体中金是过饱和的（Simon et al.,1999）；两种形式的金共存表明还原性硫活动性的降低在很大程度上导致卡林型金矿中金的沉淀（Simon et al.,1999b）。

阳山金矿不同成矿阶段含砷黄铁矿的Au/As的摩尔比值各不相同，具体表现为热液期第Ⅰ阶段立方体黄铁矿Au/As摩尔比值多大于0.02，热液期第Ⅱ阶段五角十二面体含砷环带状黄铁矿Au/As摩尔比值多小于0.02，热液期第Ⅲ阶段细粒黄铁矿Au/As摩尔比值多小于0.02，那么根据Reich的理论，阳山金矿热液期第Ⅰ阶段成矿母液的Au是过饱和的，Au在黄铁矿中可能主要以纳米级的自然金（Au⁰）形式存在。从热液期第Ⅱ阶段开始，成矿母液的Au逐渐不饱和，Au在含砷黄铁矿中可能主要以固溶体（Au⁺）的形式存在。热液期第Ⅲ阶段成矿母液的Au仍然不饱和，Au在含砷黄铁矿中还是以固溶体（Au⁺）的形式存在。

Co、Ni可以类质同象替代黄铁矿晶格中的Fe，如果Au,Ag也可以替代黄铁矿晶格中的Fe，那么Co+Ni+Au+Ag（%）应该与Fe（%）呈负相关关系。而事实上在阳山金矿，只有在热液期第Ⅰ阶段的黄铁矿中，Fe与Co+Ni元素之间存在较好的负相关关系（图6.8），但Fe与As之间并不存在明显的负相关关系（图6.7）；而在热液第Ⅱ，Ⅲ阶段，Co和Ni含量基本保持稳定，不随Fe的含量变化而发生改变，同时Fe与As之间存在明显的负相关关系。所以在热液期第Ⅱ，Ⅲ阶段的含砷黄铁矿中，Co和Ni取代Fe的可能性较小。

可见，在热液期第Ⅰ阶段主要是Co,Ni等元素代替黄铁矿中的Fe，使得黄铁矿中Fe的相对百分含量有较大的变化，Fe与Co+Ni之间含量呈负相关。此时由于溶液的Eh值较低，使得As主要以As^－的形式存在，As^－取代黄铁矿中S^－而进入黄铁矿。从热液期第Ⅱ阶段开始，成矿流体中的As含量大幅度增加。随着温度的降低和Eh值的减弱，As大量进入黄铁矿中，先是以As^－形式取代黄铁矿[S₂]^2－中的一个硫而形成[As S]^2－离子对，当As含量达到6%～9%时，亚稳态的固溶体发生脱溶作用形成较纯的具有黄铁矿_r结构的Fe As S_py，从而使得As直接进入黄铁矿或者其中的显微毒砂结构中（Fleet et al.,1989;Palenik et al.,2004;Reich et al.,2006）。当As－超过黄铁矿S位置上的最大容纳限度时，As则可能进入Fe的位置取代Fe^2＋，从而造成热液期第Ⅱ和Ⅲ阶段黄铁矿的Fe与As之间也呈现负相关关系。

Reich et al.（2005）认为，Au在含砷黄铁矿中的多种形式的配位机制（空位、缺陷位置、八面体位置等）导致Au与Fe之间也可能没有明显的相关关系，同时含砷黄铁矿的结构空位可以解释Fe在含砷黄铁矿中普遍缺少的现象。Au在黄铁矿中以负价存在而取代S^－的位置在国内也有报道（李九玲，1996）。所以，阳山金矿含砷黄铁矿中Au与As之间不存在线性关系的原因也可能有两种，一是Au以原子态（Au⁰）形式被吸附在黄铁矿表面，或随机充填在黄铁矿和毒砂的晶格缺陷（空穴）中，不占据其空间点阵位置而随机分布，所以造成Au-As之间的不连续性关系；另一种可能是Au在黄铁矿中既占据Fe位置又占据S位置，以多种形式（空位、缺陷位置、八面体位置等）存在，从而导致阳山金矿含砷黄铁矿中Au与As之间没有明显的相关关系（图6.8）。

图6.8 阳山金矿不同成矿阶段黄铁矿Au-As和Fe-（Co+Ni）含量关系图

（据杨荣生，2006）

a—不同成矿阶段黄铁矿中Au-As关系图；b—热液期第Ⅰ阶段黄铁矿Fe-（Co+Ni）含量关系图

6.2.2.3Au在毒砂中的赋存状态

Johan et al.（1989）根据富金毒砂的电子探针数据以及化学计量计算的结果指出，Au取代处在Fe位置上的过剩As而赋存在毒砂中，也就是说先有一部分过剩的As赋存毒砂的Fe位置上。Fe含量的不足被归因于复杂固溶体（Fe,Au,As,Sb）As_1±xS_1±x的存在以及2As=Au（或Sb）＋Fe的替代机制。Cook et al.（1990）指出，不可见金优先富集在毒砂的结构中，并且Au^3＋主要取代毒砂中的Fe^3＋而与[As S]^4－结合。

Wu et al.（1989）报道了在500℃，200MPa的条件下，人工合成的条带状含金毒砂中的取代机制为Fe=Au。在天然产出的毒砂中，也有Au与As正相关、Au与Fe负相关的报道（Picot et al.,1987;Johan et al.,1989;Marcoux et al.,1989）。Picot et al.（1987）认为Au与Fe之间的负相关关系是由于Fe与Au之间的取代所造成的。虽然Au在毒砂中取代Fe（Johan et al.,1989;Wu et al.,1989;Tarnocai et al.1997;Cabri et al.,2000），但Au也可以随机充填在毒砂的晶格缺陷（空穴）中（Fleet et al.,1997）,Au与Fe之间也可能没有明显的相关关系。所以阳山金矿毒砂中Au与Fe之间没有明显的相关性（图6.9a），可能也是由于它们之间较为复杂的取代关系所致。

通过以上分析可以认为：

1）成岩期和热液期第Ⅰ阶段的黄铁矿中S和Fe含量最高，As含量最低；热液期第Ⅱ阶段黄铁矿中As含量达到最高值，而S和Fe含量降至最低；热液期第Ⅲ阶段As基本上聚集在毒砂中，使得黄铁矿中的S和Fe相对百分含量有所回升，而As的含量则又降低。

2）As在含砷黄铁矿中可能以两种形式存在：第一种可能是As^－（或As^2－）取代

中的一个S而形成As S^2－离子对，S与As之间负相关；第二种可能是As以As^－形成As S^2－离子对的同时，过剩的As还取代Fe^2＋而位于黄铁矿中阳离子的位置上，并使As与Fe之间负相关。成岩阶段和热液期第Ⅰ阶段的黄铁矿主要以第一种取代方式为主，从热液期第Ⅱ阶段开始，在含砷黄铁矿中，两种取代形式并存。

3）Au在载金矿物黄铁矿中可能以固溶体（Au⁺）和纳米级的自然金（Au⁰）两种形式存在，热液期第Ⅰ阶段的成矿溶液是Au过饱和溶液，形成的黄铁矿中Au可能主要以纳米级的自然金（Au⁰）颗粒存在于立方体黄铁矿中，热液期第Ⅱ和Ⅲ阶段成矿溶液是Au不饱和溶液，主要形成五角十二面体黄铁矿，Au在其中主要以固溶体（Au⁺）形式存在。除此以外Au也可能以其他的诸如空位、缺陷位置、八面体位置等的存在形式。

8. 界面化学的四大基本定律

1.界面是指物质相与相之间交界的区域，存在于两相之间，厚度约为几个分子层到几十分子层(它不同于几何中说"面"的概念，几何中的面是抽象得到的，没有厚度的，对于具体图形所限定的面还可以进行面积计算;这里的面是有厚度的，是具体物质相之间的交界区域)。物质间的相界面有气液界面、气固界面、液固界面、液液界面、固固界面五种。习惯上将气相与液相、固相的界面称为表面，如固体表面、液体表面。其他的称为界面。一般两者可以通用。界面化学是研究物质在多相体系中表面的特征和表面发生的物理和化学过程及其规律的科学。这就是说界面化学研究内容不仅仅局限于化学过程和规律，对界面体系特征和物理过程和规律也进行研究。(由于胶体体系中也存在相界面且其比表面积大，胶体化学也属于界面化学。不过现在它已经发展为一门独立的学科了)界面化学与人们日常生活和工农业生产密不可分。像明矾净水、肥皂去污、人工降雨、原油去水……都是界面化学的研究内容。

2.界面化学四大基本定律是：Gibbs吸附等温式； Laplace方程 ； Kelvin公式； Young公式

3.水溶液的表面张力与浓度的关系归结为三种类型：

第1类：水溶液的表面张力随物质浓度的增加而略微上升，且近于直线。此类物质为无机盐及其多羟基有机物，如：NaCl、NaOH、蔗糖、甘油醇等水溶液是属于这一类型。

第2类：水溶液的表面张力随物质浓度增加而逐渐降低。当浓度稀时，下降比较快；浓度高时，下降比较慢。属于此类物质的有：醇类、酸类、酮类、醛类、酯类溶剂等大部分极性有机物。

第3类：在物质浓度很低时，水溶液的表面张力就随物质浓度增加而急剧下降，表面张力下降到一定程度后，溶液浓度在增加。

溶液的表面张力下降缓慢或基本不变。此类物质主要为长链极性有机物。如：非离子和阴离子表面活性剂。

影响溶液表面张力的因素：

1、温度，温度越高表而张力系数越小。

2、在液体中加入杂质可显着改变表而张力系数．在实践中，液体自发收缩成球状的现象有时对工农业生产是不利的。

例如，在喷洒农药时，药液在液而上收缩成液滴将影响叶片对农药的吸收，因此必须减小液滴的表而张力系数使液滴在液而上呈延展分布。

减小液体表而张力最有实用意义的方法是添加表而活性物质，如肥皂、皂素、皂角粉等。