表面电荷密度定义为电荷数目, q,与表面的面积, A,之比: 根据高斯定律,处于静电平衡下的导体,内部没有电荷,只在导体表面有电荷分布,表面电荷密度为 其中, 为导体的电荷产生的电场, 为真空介电常数。该关系只对无限大导体表面成立,或距导体无限小处成立。 化合物 化学式 零电荷点 三氧化钨 WO 3 0.2-0.5 碳化硅 (alpha) SiC 2-3.5 二氧化锰 MnO 2 4-5 氮化硅 Si 3 N 4 6-7 一氧化二铊 Tl 2 O 8 氧化铜 CuO 9.5 一氧化镍 NiO 10-11 浸于电解质溶液中的表面往往带有电荷,常见的机制是离子吸附。 带电表面附近会有反离子富集,形成所谓双电层结构。 表面的化学基团如果含氧原子或氮原子,在水溶液中可能发生质子化或去质子化,使表面带上电荷,此时,表面带电受溶液中pH值的影响。在某一pH值时,表面静电荷为零,这一pH值叫做零电荷点(point of zero charge,PZC)。一些常见物质的零电荷点列于左边表格中。 界面是两相(比如固体和液体)的边界。 界面电势就是界面上的电荷的电势。比如蛋白质表面的一些氨基酸,比如谷氨酸在pH值大于4.1时会发生显著电离,使蛋白质带上电荷,因此会造成界面电势。