一、形成能（Formation Energy）

1. 基本概念

        形成能是指在一定条件下，由单质或最稳定的元素形态生成 1 mol 化合物 时所吸收或释放的能量，通常用于衡量化合物的稳定性或形成难易程度。

•         单位：kJ/mol 或 eV/atom（计算化学中常用）。
• 物理意义：
  •         形成能为 负值：表明化合物比单质更稳定，形成过程释放能量（自发趋势）。
  •         形成能为 正值：化合物稳定性低于单质，形成过程需吸收能量。
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2. 理论计算（计算化学）

利用密度泛函理论（DFT）等方法，通过原子或分子的能量计算形成能。 公式（以固体材料为例）：

• Eformation：化合物的总能量（计算值）；
• ni：化合物中元素 i 的原子数；
• Eielement：元素 i 单质的能量（如金属原子的能量、分子如H2的能量需取一半）。
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3. 应用场景

•         材料科学：筛选稳定化合物（如电池正极材料、催化剂）。
•         化学反应机理：判断中间体或过渡态的稳定性。
•         半导体 / 纳米材料：研究缺陷形成能（如空位、掺杂）对性能的影响。

二、溶解电势（Dissolution Potential）

1. 基本概念

        溶解电势是指物质在溶液中发生 氧化还原溶解反应 时的电极电势，反映物质在溶液中溶解的难易程度（通常针对固体材料，如金属、半导体、电极材料等）。

•         本质：溶解过程伴随电子转移，属于电化学反应。
•         单位：V（相对于标准氢电极，SHE）。
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2. 理论计算（热力学方法）

根据能斯特方程，结合溶解反应的吉布斯自由能变计算。

3. 应用场景

•         电池领域：评估电极材料的抗溶解能力（如锂离子电池中过渡金属的溶解会导致容量衰减）。
•         腐蚀科学：研究金属在电解液中的腐蚀电位（溶解电势与腐蚀密切相关）。
•         电催化：判断催化剂在反应条件下的稳定性（如酸性 / 碱性环境中的溶解倾向）。

三、二者关联与区别

关联：

•         形成能低的化合物可能更易溶解（如不稳定结构易被电解液侵蚀），但需结合具体化学环境分析。

•         在计算材料的溶解反应时，可能需要先计算形成能（如离子的水合能等）。

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四、典型案例

1. 锂离子电池正极材料 LiCoO₂ 的溶解
   •         溶解反应：LiCoO2→Li⁺ +Co³⁺ +O2-
   •         溶解电势越低，Co³⁺越易溶解，导致电池容量衰减。
2. 金属催化剂 Pt 的酸腐蚀
   •         形成能低的 Pt 纳米颗粒可能因表面能高而溶解电势更低，更易被腐蚀。