化學吸附有哪些條件

1. 什麼是物理吸附和化學吸附

物理吸附也稱范德華吸附，它是由吸附質和吸附劑分子間作用力所引起，此力也稱作范德華力。由於范德華力存在於任何兩分子間，所以物理吸附可以發生在任何固體表面上。
吸附劑表面的分子由於作用力沒有平衡而保留有自由的力場來吸引吸附質，由於它是分子間的吸力所引起的吸附，所以結合力較弱，吸附熱較小，吸附和解吸速度也都較快。被吸附物質也較容易解吸出來，所以物理吸附在一定程度上是可逆的。如：活性炭對許多氣體的吸附，被吸附的氣體很容易解脫出來而不發生性質上的變化。吸附於固體表面的氣體分子，不與固體產生化學反應，這種吸附稱為物理吸附，物理吸附的特點是：吸附熱小 ，吸附速度快，無選擇性，可逆，通常是發生在接近氣體液化點的溫度，一般是多層吸附。

化學吸附是吸附質分子與固體表面原子（或分子）發生電子的轉移、交換或共有，形成吸附化學鍵的吸附。由於固體表面存在不均勻力場，表面上的原子往往還有剩餘的成鍵能力，當氣體分子碰撞到固體表面上時便與表面原子間發生電子的交換、轉移或共有，形成吸附化學鍵的吸附作用。

化學吸附是物質表面研究領域中一個非常重要的分支，它在催化(尤其是異相催化)、腐蝕、電解、晶體學、金屬學及冶金學等諸多方面都有著重要的應用。人們對化學吸附的研究也是較早的，但是早期的研究由於實驗條件的限制，只能停留在較為基礎的研究水平上。又因理論得不到實驗的證實，使得早期的化學吸附研究發展很慢。20世紀60年代以後，由於固體物理學的發展和成熟以及各種電測技術、超高真空技術及與之相關的表面及薄膜制各技術的迅速發展，各種能譜儀、質譜儀、衍射儀和顯微技術不斷出現並日臻完善，使得人們有條件從原子、分子水平去探究化學吸附現象。從而，使得化學吸附的研究得到迅速的發展，即在理論上，建立了一系列的模型；在實驗上，獲得了大量的實驗數據[1] 。
化學吸附的研究可分為宏觀理論、微觀理論、統計理論三個方面。本文著重從微觀角度對化學吸附進行介紹，因為它可以使人們從更深的層次去認識化學吸附的反應機制，從而使在這方面的研究不但具有理論意義，同時也具有很重要的實際意義。

2. 怎樣判斷物理或化學吸附

對的。物理吸附:①是由於分子間范德華引力引起的，可以是單層吸附也可是多層吸附。②吸附質和吸附劑之間不發生化學反應③吸附過程極快，參與吸附的各相間常瞬間即達平衡④吸附為放熱反應⑤吸附劑與吸附質間的吸附力不強，可逆性吸附。化學吸附:①是由吸附劑與吸附質間的化學鍵作用力而引起的，是單層吸附，吸附需要一定的活化能。②吸附有很強的選擇性③吸附速率較慢，達到吸附平衡需要時間長同一污染物坑內在較低溫度下發生物理吸附，而在較高溫度下發生化學吸附，即物理吸附在化學吸附之前，當吸附劑逐漸具備足夠的活化能後，就發生化學吸附，兩種吸附可能同時發生。

3. 吸附種類和吸附機理

按吸附現象產生的原因而言，可分為物理吸附及化學吸附。

（一）物理吸附

固體顆粒表面電荷的不均衡，往往使其帶電荷。按其電荷的性質可分為永久電荷和可變電荷。

永久電荷是礦物晶格內的同晶替代所產生的電荷。例如，粘土礦物的結構為硅四面體和鋁八面體，四面體內的硅和八面體內的鋁均可被與其直徑大小相近的離子所替代；四價的Si⁴⁺可被三價的Al³⁺所替代，而三價的Al³⁺可被二價的Mg²⁺所替代，這樣的結果，使顆粒表面電荷產生了不均衡，使其呈現出負電性。由於同晶替代是在粘土礦物形成時產生的，並且是在粘土晶格的內部，因此一旦產生這種電荷就不會改變，具有永久性質，故稱永久電荷。蒙脫石和伊利石的同晶替代較多，所以它們的表面電荷以永久電荷為主；而高嶺石則不同，它的同晶替代少，其主要的表面電荷另有來源。

可變電荷是顆粒表面產生化學解離形成的，其表面電荷的性質（正電荷或負電荷）及數量往往隨介質的pH值的改變而變化，所以稱為可變電荷。例如某些膠體顆粒表面分子或原子團的解離：

（1）二氧化硅膠體和含水二氧化硅膠體的解離

水文地球化學基礎

（2）粘土礦物顆粒晶面上的OH基中H⁺的解離

水文地球化學基礎

高嶺石晶體表面的OH基較多，所以它的表面電荷以可變電荷為主。

（3）氫氧化鐵及氫氧化鋁表面分子OH基的解離

Fe（OH）₃→Fe（OH）^2--+OH^-

A1（OH）₃→Al（OH）²⁺+H⁺

（4）腐殖質上某些原子團的解離

水文地球化學基礎

上述談到顆粒表面電荷形成的機理。由於固體顆粒表面帶電荷，所以在固液相接觸時。便會發生靠固體表面靜電引力吸附液相異性離子的現象，這種現象稱為物理吸附。

物理吸附的特點是，其吸附的鍵聯力為靜電引力，鍵聯力較弱，因此已吸附在顆粒表面的離子，在一定條件下，可被液體中另一種離子所替換，所以物理吸附也稱為「離子交換」。被吸附離子的電性，取決於表面電荷的電性，顆粒表面帶負電荷，吸附陽離子，稱為陽離子吸附，或陽離子交換；顆粒表面帶正電荷，吸附陰離子，稱為陰離子吸附，或陰離子交換。物理吸附這個表面反應是一種可逆反應，可用質量作用定律來描述。

（二）化學吸附

化學吸附不是依賴於靜電引力發生的，液相中的離子是靠鍵力強的化學鍵（如共價鍵）結合到固體顆粒表面的；被吸附的離子進入顆粒的結晶格架，成為晶格的一部分，它不可能再返回溶液，是一種不可逆反應。這種現象也稱為「特殊吸附」。產生化學吸附的一個基本條件是，被吸附離子直徑與晶格中網穴的直徑大致相等，例如，K⁺的直徑為266pm（2.66Å），硅鋁酸鹽膠體晶格網穴直徑為280pm（2.80Å），它們的直徑大致相等，所以K⁺可被吸附到膠體的晶格里。

在實際研究中，要區分物理吸附及化學吸附是十分困難的；而物理吸附要比化學吸附普遍。因此，目前研究最多的是物理吸附，而且物理吸附的研究，實際上也包括化學吸附在內，因為兩者很難區分。特別是地下水污染中污染物的研究更是如此。

4. 物理吸附和化學吸附的區別和聯系

一、聯系
物理吸附和化學吸附都是吸附，兩者並不是孤立的，往往相伴發生。在污水處理技術中，大部分的吸附往往是幾種吸附綜合作用的結果。
二、區別
1、產生條件不同
一般來說，物理吸附所需溫度低於化學吸附。使用吸附劑可發生物理吸附，但是化學吸附需要特點的條件，如只有一定條件下才能產生化學吸附，如惰性氣體不能產生化學吸附，如果表面原子的價鍵已經和鄰近的原子形成飽和鍵也不能產生化學吸附。
2、吸附程度不同
物理吸附的程度比化學吸附要低。
物理吸附通常形成幾個分子層，由於分子間引力的作用比較弱，使得吸附質分子的結構變化很小，在吸附過程中物質不改變原來的性質，因此吸附能小，被吸附的物質很容易再脫離，如用活性炭吸附氣體，只要升高溫度，就可以使被吸附的氣體逐出活性炭表面。
而化學吸附的吸附過程中不僅有引力，還運用化學鍵的力，因此吸附能較大，要逐出被吸附的物質需要較高的溫度，而且被吸附的物質即使被逐出，也已經產生了化學變化，不再是原來的物質了。
3、吸附特點不同
物理吸附與分子在表面上的凝聚現象相似，沒有選擇性，物理吸附過程不產生化學反應，不發生電子轉移、原子重排及化學鍵的破壞與生成。由於分子間引力的作用比較弱，使得吸附質分子的結構變化很小
在產生化學吸附的過程中，氣體原子和表面原子之間產生電子的轉移。化學吸附時，化學鍵力起作用其作用力比范德瓦爾引力大得多，所以吸附位阱更深，作用距離更短。
參考資料來源：搜狗網路-吸附

5. 物理吸附發生時化學吸附一定會發生嗎化學吸附的條件有哪些，請列舉出來

物理吸附發生時，化學吸附不一定會發生。但發生化學吸附時，一定發生了物理吸附。

反應物分子能否發生化學吸附取決於分子能否達到過渡態，即反應物分子應當具有比吸附活化能（Ea）大的能量需要在一定的反應溫度下，提高
反應物分子的能量，使其大於Ea，從而保證反應物分子由物理吸附過渡到化學吸附，進行催化反應。

氫分子在鎳表面上的吸附位能曲線

6. 影響金屬催化劑的化學吸附性能的因素有哪些

影響金屬催化劑的化學吸附性能的因素有：溫度，環境因素。

在選擇和設計金屬催化劑時，常考慮金屬組分與反應物分子間應有合適的能量適應性和空間適應性，以利於反應分子的活化。然後考慮選擇合適的助催化劑和催化劑載體以及所需的制備工藝，並嚴格控制制備條件，以滿足所需的化學組成和物理結構，包括金屬晶粒大小和分布等。

原理金屬鍵的作用

過渡金屬的化學性質與過渡金屬原子的d軌道密切相關。d軌道參與形成金屬鍵的分數(d%)與金屬的催化活性有一定的關系。鑒於金屬鍵電子的高度離域性，研究金屬催化作用時應首先考慮作為金屬整體性質的電子遷移性，以及金屬原子之間遠程的電子相互作用。20世紀50年代，應用固體物理的能帶理論對金屬和半導體催化劑的電子結構進行了描述。

以上內容參考：網路-金屬催化作用

7. 發生化學吸附的原因是什麼

吸附質分子與固體表面原子(或分子)發生電子的轉移、交換或共有，形成吸附化學鍵的吸附。由於固體表面存在不均勻力場，表面上的原子往往還有剩餘的成鍵能力，當氣體分子碰撞到固體表面上時便與表面原子間發生電子的交換、轉移或共有，形成吸附化學鍵的吸附作用。

8. 物理吸附與化學吸附如何區分

物理吸附與化學吸附區分：含義不同，特徵不同。

一、含義不同：

物理吸附是被吸附的流體分子與固體表面分子間的作用力為分子間吸引力，即所謂的范德華力。

化學吸附是固體表面與被吸附物間的化學鍵力起作用的結果。這類型的吸附需要一定的活化能，故又稱「活化吸附」。

二、特徵不同：

物理吸附的特徵是吸附物質不發生任何化學反應，吸附過程進行得極快，參與吸附的各相間的平衡瞬時即可達到。

化學吸附往往是不可逆的，而且脫附後，脫附的物質常發生了化學變化不再是原有的性狀，故其過程是不可逆的。

吸附劑表面

分子由於作用力沒有平衡而保留有自由的力場來吸引吸附質，由於它是分子間的吸力所引起的吸附，所以結合力較弱，吸附熱較小，吸附和解吸速度也都較快。被吸附物質也較容易解吸出來，所以物理吸附在一定程度上是可逆的。如：活性炭對許多氣體的吸附，被吸附的氣體很容易解脫出來而不發生性質上的變化。

以上內容參考：網路-物理吸附

9. 物理吸附和化學吸附的區別和特點分別是什麼

物理吸附：①是由於分子間范德華引力引起的,可以是單層吸附也可是多層吸附.②吸附質和吸附劑之間不發生化學反應③吸附過程極快,參與吸附的各相間常瞬間即達平衡④吸附為放熱反應⑤吸附劑與吸附質間的吸附力不強,可逆性吸附.
化學吸附：①是由吸附劑與吸附質間的化學鍵作用力而引起的,是單層吸附,吸附需要一定的活化能.②吸附有很強的選擇性③吸附速率較慢,達到吸附平衡需要時間長③升高溫度可提高吸附速率.
同一污染物坑內在較低溫度下發生物理吸附,而在較高溫度下發生化學吸附,即物理吸附在化學吸附之前,當吸附劑逐漸具備足夠的活化能後,就發生化學吸附,兩種吸附可能同時發生.
重要區別：物理吸附
物質本身不變
化學吸附
物質就變了
望採納，謝謝

10. 發生化學吸附的原因是什麼

發生化學吸附的原因，是由於位於固體表面的原子具有自由價，這些原子的配 位數小於固體內原子的 配位數，使得每個表面原子受到一種內向的凈作用力，將擴散到其 附近的氣體分子吸附形成化學鍵 化學吸附是表面反應的前提。化學吸附的表面物種在二維 的吸附層中並非靜止不動的，只要溫度足夠 高，它們就成為化學活性物種，在固體表面遷 移，隨之進行化學反應。表面反應要成功進行，就要求化學 吸附不宜過強，也不能過弱。