表面吉布斯自由能 表面吉布斯自由能是描述表面或界面热力学性质的核心物理量。它定义为在恒温、恒压及恒定组成的条件下，增加单位表面积时系统吉布斯自由能的增量。其数学表达式为：γ = (∂G/∂A)_ T,P,n，其中γ为表面吉布斯自由能，G为吉布斯自由能，A为表面积。 理解此概念需从体相与表面的分子环境差异入手。体相分子受到周围分子的均匀吸引，合力为零；而表面分子仅受到内侧分子的不对称吸引，导致其处于更高能量状态。这种能量差异使得表面具有自发收缩的趋势，以降低系统总能量。 对于液体体系，表面吉布斯自由能等同于表面张力，表现为沿表面切线方向的收缩力。对于固体体系，由于原子迁移率低，表面吉布斯自由能表现为创造新表面所需的最小功，其数值通常通过接触角测量或理论计算间接获得。 表面吉布斯自由能的大小受多种因素影响：分子间作用力越强，表面能越高；温度升高通常降低表面能；表面吸附杂质会显著改变其数值。该参数直接决定润湿行为、吸附过程、胶体稳定性及多相催化活性等界面现象。