经典成核理论

经典成核理论（classical nucleation theory; CNT），理学-化学-物理化学-计算与理论化学，描述在热涨落的驱动下临界大小的新相或者新结构形成规律的理论。经典成核理论采用经验的连续模型来考虑新结构形成时自由能随尺寸变化的规律。新结构的形成必然产生表（界）面，引起系统能量升高。同时，新结构一般比母体更稳定，因此从体相结合能的角度来看新结构形成会导致系统能量降低。前者与新结构半径的平方相关，而后者由半径的立方决定。因此，表（界）面能和体相结合能的竞争会导致体系自由能随着新结构尺寸的增大先增加然后减小，在临界点处达到一个非稳态平衡。当新结构尺寸大于临界值时，生长概率大于解离概率。此时，新结构将进入不可逆的长大过程，形成新相。反之，在新结构尺寸小于临界值时，解离的可能性更大。具有临界尺寸大小的新结构通常被称为新相的临界核。在没有外界杂质的环境中，临界核的形成过程完全依赖于热涨落，被称为均相成核。如果体系中存在杂质，新结构与杂质表面的结合有可能降低表（界）面能，这时临界尺寸降低，临界核的形成更容易。这种杂质辅助的成核过程被称为异相成核。