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金屬表面的化學吸附鍵都有哪些怎麼證明

發布時間:2023-01-28 16:54:29

㈠ 金屬原子沉積到另一種金屬表面,其之間是物理吸附還是化學吸附

物理吸附是個可逆的過程,化學吸附不可逆。單獨的原子是很不穩定的狀態,會聚集起來減少表面能趨向於穩定的狀態。會在另一種金屬表面結合配位,有化學鍵的產生,相當於化學吸附。

㈡ 怎樣證明一種東西有吸附性

物體(固、液體)表面吸收周圍介質中其他物質的分子(如各種無機離子、有機極性分子、氣體分子等)的性能。溫石棉由於力場強度和內表面積大,故有很大的吸附能力。石棉纖維吸附性是石棉濕紡和生產石棉水泥製品的重要物性特徵。

編輯本段吸附性
物質從體相濃集到界面上的一種性質。例如,氣相中的某些物質可以在固體表面上濃集;液體中某些物質可以在氣-液界面、液—液界面和固—液界面上濃集。通常把能有效吸附其他物質的固體稱為吸附劑,被吸附的物質稱為吸附質。分類 根據不同的角度,可以有不同的分類方法,但主要分類方法有兩種。一種是依據吸附劑與吸附質之間作用力的性質,可將吸附作用分為物理吸附和化學吸附。 物理吸附 不具選擇性,在吸附過程中沒有電子的轉移,沒有化學鍵的生成和破壞,沒有原子的重排等反應,產生的吸附只是分子間的引力,吸附過程中吸附速率和解吸速率都很快,且不受溫度的影響。此類吸附實質是一種物理作用。 化學吸附 具選擇性,一些吸附劑只對某些吸附質產生吸附作用,其吸附熱差不多和化學反應熱處在同一數量級,它的吸附速率和解吸速率都很小,而且隨溫度升高吸附(解吸)速率增加。這類吸附一般都需要一定的活化能,被吸附分子與吸附表面的作用力和化合物中原子間的作用力相似。這種吸附實質上是一種化學反應。 另一種分類方法是根據吸附的界面不同,主要有溶液表面吸附、固—液界面吸附、固—氣界面吸附等。 溶液表面的吸附 水的表面張力因加入溶質形成溶液而改變,有些溶質加入後能使溶液的表面張力降低,另一些溶質加入後則會使溶液的表面張力升高。若所加入的溶質能降低表面張力,則溶質力圖濃集在表面層上以降低體系的表面能;反之,當溶質使表面張力升高時,則表面層中的濃度比內部的濃度低,這種溶液表面層的組成與本體溶液的組成不同的現象稱為表面層發生了吸附作用。在溶液表面層上溶質的濃度可以大於、等於或小於溶液內部的濃度,分別對應著正吸附、不吸附和負吸附。 根據實驗,水溶液中表面張力隨溶質濃度變化曲線大致分為三類,如圖1: 1876年,吉布斯用熱力學方法求得定溫下溶液的濃度、表面張力和吸附量之間的關系,稱為吉布斯公式: 式中 a2——溶液中溶質的活度; γ——溶液的表面張力; ——溶質的表面超量。 從吉布斯公式可知:①若dγ/da<0,即增加溶質活度使溶液的表面張力降低者, 為正值,是正吸附。表面活性物質就是屬於此情況;②若dγ/da2>0,即增加溶質活度使溶液的表面張力升高者, 為負值,非表面活性物質就是屬於此情況,無機強電解質和高度水化的有機物如蔗糖等都有此性質。由於吉布斯公式的推導過程中,對所考慮的組分及界面沒有附加限制條件,所以在原則上對於任何兩相的體系都可以適用。 固—氣界面的吸附 處在固體表面的原子,由於周圍原子對它的作用力不對稱,即原子所受的力不飽和,因而有剩餘力場,可以吸附氣體分子,使固體界面上的氣體濃度增加,這種現象稱為固—氣界面的吸附。 對於一個給定的體系,達到平衡時的吸附量與溫度及氣體的壓力有關,其中在一定溫度下平衡吸附量與吸附質濃度的關系稱為吸附等溫線。吸附等溫線有多種形式,經過一定的數學處理得到吸附等溫線方程,利用這些方程可以給出有關吸附量、吸附質和吸附過程特點等有用的信息。綜合大量實驗結果,氣體吸附等溫線主要有五種類型,見圖2。這些吸附等溫線反映了吸附劑的表面性質有所不同,孔分布性質及吸附質和吸附劑的相互作用也不同。因此由吸附等溫線的類型反過來可以了解一些吸附劑表面性質、孔分布性質以及吸附質和吸附劑相互作用的情況。 式中 a——平衡濃度為c時的吸附量; am——單分子層飽和吸附量; b、k和n——常數。 影響固體在溶液中吸附的因素很多,一般可從溶質、溶劑和吸附劑三者之間的關系考慮。對於小的有機和無機物分子,若以分子狀態吸附時至少有以下規律:①稀溶液時,隨著濃度增加,固—液界面自由能降低多的溶質吸附量大,這就是特勞貝規則;②吸附與溶解是性質相反的過程,故溶解度越小越容易被吸附;③吸附是放熱過程,溫度升高一般對吸附不利,即溫度升高吸附量下降;④極性吸附劑容易從極性弱的溶劑中吸附極性強的溶質;非極性吸附劑容易從極性強的溶劑中吸附極性弱的溶質。其他如溶質的分子結構、溶劑的性質、吸附劑的制備條件等都對吸附有影響。 固體從溶液中吸附電解質有三種情況:①有些電解質(如弱電解質)以分子狀態吸附,其吸附規律與小分子吸附相似;②有的固體在中性鹽水溶液中吸附時,溶液的pH值發生變化,就像鹽類發生了水解,固體有選擇地吸附酸或鹼,這種吸附稱為水解吸附;③電解質在溶液中解離後某種離子被固體吸附,另一種反離子處於固體表面附近的擴散層中,這些反離子可以被與其同號的離子所交換。有些離子直接與固體骨架上的某些離子發生交換作用,這兩種因固體吸附而發生的交換過程統稱為離子交換吸附。離子交換吸附在土壤學和工業上有著重要應用。 固體從溶液中吸附大分子遠比小分子復雜,每個大分子可有若干個吸附點,因而在較小濃度時吸附量上升很快,許多大分子吸附等溫線服從蘭格繆爾等溫式。由於大分子分子量大,在多孔性固體上吸附時有小孔分子不能進入,故分子量增加,吸附量反而減小。溶劑、吸附劑的性質等對大分子的吸附也有影響。 應用 我國勞動人民很早就知道新燒好的木炭有吸濕、吸臭的性能,在湖南長沙馬王堆一號墓里就是用木炭作為防腐劑和吸濕劑的。近幾十年來有關吸附性的應用越來越廣,人們利用吸附回收少量的稀有金屬,對混合物進行分離、提純,回收溶劑,處理污水,凈化空氣以及進行吸附色譜等。分子篩富氧就是利用某些分子篩優先吸附氮的性質,從而提高空氣中氧的濃度等等。在催化領域中關於吸附的研究和應用,對工農業生產和國民經濟具有特別重要的意義。

㈢ 化學吸附是什麼化學吸附儀又可以做什麼

網路名片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。
化學吸附的主要特點是:僅發生單分子層吸附;吸附熱與化學反應熱相當;有選擇性;大多為不可逆吸附;吸附層能在較高溫度下保持穩定等。化學吸附又可分為需要活化能的活化吸附(activated
adsorption)和不需活化能的非活化吸附(non-activated
adsorption),前者吸附速度較慢,後者則較快。
化學吸附是多相催化反應的重要步驟。研究化學吸附對了解多相催化反應機理,實現催化反應工業化有重要意義。吸附特點
與物理吸附相比,化學吸附主要有以下特點:①吸附所涉及的力與化學鍵力相當,比范德華力強得多。②吸附熱近似等於反應熱。③吸附是單分子層的。因此可用朗繆爾等溫式描述,有時也可用弗羅因德利希公式描述。捷姆金吸附等溫式只適用於化學吸附:V/Vm=1/a·㏑CoP。式中V是平衡壓力為p時的吸附體積;Vm是單層飽和吸附體積;a和c0是常數。④有選擇性。⑤對溫度和壓力具有不可逆性。另外,化學吸附還常常需要活化能。確定一種吸附是否是化學吸附,主要根據吸附熱和不可逆性。
可分3種情況:①氣體分子失去電子成為正離子,固體得到電子,結果是正離子被吸附在帶負電的固體表面上。②固體失去電子而氣體分子得到電子,結果是負離子被吸附在帶正電的固體表面上。③氣體與固體共有電子成共價鍵或配位鍵。例如氣體在金屬表面上的吸附就往往是由於氣體分子的電子與金屬原子的d電子形成共價鍵,或氣體分子提供一對電子與金屬原子成配位鍵而吸附的。

㈣ 化學吸附的機理

可分3種情況:①氣體分子失去電子成為正離子,固體得到電子,結果是正離子被吸附在帶負電的固體表面上。②固體失去電子而氣體分子得到電子,結果是負離子被吸附在帶正電的固體表面上。③氣體與固體共有電子成共價鍵或配位鍵。例如氣體在金屬表面上的吸附就往往是由於氣體分子的電子與金屬原子的d電子形成共價鍵,或氣體分子提供一對電子與金屬原子成配位鍵而吸附的。

㈤ 金屬鍵是怎樣形成的化學鍵

金屬鍵是依靠帶正電荷的金屬離子與自由電子之間的吸引力而形成的化學鍵。從金屬原子上脫離下來的價電子,不是固定在某一金屬原子或離子的附近,而是在整個金屬晶體中自由運動的自由電子,或者說金屬中的電子是離域的。多個金屬原子或離子,共用一些自由電子。所以金屬鍵是一種特殊的、離域的多中心鍵。沒有飽和性與方向性。存在於金屬、合金及其熔融體中。由於它的存在,賦予金屬與合金許多特殊優良的性能(如導電、導熱及延展性等。)

㈥ 金屬原子沉積到另一種金屬表面,其之間是物理吸附還是化學吸附

金屬原子沉積到另一種金屬表面,形成的是化學吸附,其成鍵方式是金屬鍵,金屬鍵屬於化學鍵。物理吸附都是通過范德華力和氫鍵形成的,金屬鍵遠遠強於以上吸附力。顯然金屬原子沉積到另一種金屬表面,形成的是化學吸附。

㈦ 區分物理吸附和化學和化學吸附的關鍵是吸附熱對嗎為什麼

區分物理吸附和化學和化學吸附的關鍵是吸附熱。
物理吸附是利用范德華力,氫鍵進行吸附的,吸附力比較弱,吸附熱比較小,吸附以後脫附比較容易。例如硅膠吸附甲苯,就是純粹的物理吸附,吸附熱比較小,脫附容易,比較低的溫度下就可以脫附完全,例如150℃。
化學吸附是被吸附的物質和吸附劑表面的離子形成的共價鍵,離子鍵,配位鍵等化學鍵,從而吸附能力比較強,吸附熱比物理吸附大很多,脫附很難,甚至脫附下來,已經形成了新物質。例如,金屬鎳吸附氫氣,超強酸吸附叔丁烷,金屬鎳和氫其實是形成了金屬鎳的氫化物,超強酸吸附叔丁烷,形成叔碳離子。

㈧ 表面為什麼具有吸附效應物理吸附及化學吸附各起源於什麼

處在表面上的原子與內部原子不同,內部原子有其它原子或原子團與其作用,因此很穩定;而表面上的原子沒有其它原子或原子團與其作用,穩定性差,通過吸附,讓一些分子與其作用而變得穩定,這就是表面具有吸附效應的原因。

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.。

㈨ 化學吸附詳細資料大全

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。

基本介紹

簡介,特點,機理,套用,作用,區別,

簡介

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套用。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,各種能譜僅、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。 化學吸附的研究可分為巨觀理論、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。

特點

化學吸附的主要特點是:僅發生單分子層吸附;吸附熱與化學反應熱相當;有選擇性;大多為不可逆吸附;吸附層能在較高溫度下保持穩定等。化學吸附又可分為需要活化能的 活化吸附 (activated adsorption)和不需活化能的 非活化吸附 (non-activated adsorption),前者吸附速度較慢,後者則較快。 化學吸附是多相催化反應的重要步驟。研究化學吸附對了解多相催化反應機理,實現催化反應工業化有重要意義。吸附特點與物理吸附相比,化學吸附主要有以下特點:①吸附所涉及的力與化學鍵力相當,比范德華力強得多。②吸附熱近似等於反應熱。③吸附是單分子層的。因此可用朗繆爾等溫式描述,有時也可用弗羅因德利希公式描述。④有選擇性。⑤對溫度和壓力具有不可逆性。另外,化學吸附還常常需要活化能。確定一種吸附是否是化學吸附,主要根據吸附熱和不可逆性。

機理

可分3種情況:①氣體分子失去電子成為正離子,固體得到電子,結果是正離子被吸附在帶負電的固體表面上。②固體失去電子而氣體分子得到電子,結果是負離子被吸附在帶正電的固體表面上。③氣體與固體共有電子成共價鍵或配位鍵。例如氣體在金屬表面上的吸附就往往是由於氣體分子的電子與金屬原子的d電子形成共價鍵,或氣體分子提供一對電子與金屬原子成配位鍵而吸附的。

套用

脈沖化學吸附,催化劑預處理、等溫反應、BET比表面積。用於催化劑的表徵,如金屬分散度、活性金屬表面積、酸中心數量及強度分布等。

作用

在復相催化中,多數屬於固體表面催化氣相反應,它與固體表面吸附緊密相關。在這類催化反應中,至少有一種反應物是被固體表面化學吸附的,而且這種吸附是催化過程的關鍵步驟。在固體表面的吸附層中,氣體分子的密度要比氣相中高得多,但是催化劑加速反應一般並不是表面濃度增大的結果,而主要是因為被吸附分子、離子或基團具有高的反應活性。氣體分子在固體表面化學吸附時可能引起離解、變形等,可以大大提高它們的反應活性。因此,化學吸附的研究對闡明催化機理是十分重要的。化學吸附與固體表面結構有關。表面結構化學吸附的研究中有許多新方法和新技術,例如場發射顯微鏡、場離子顯微鏡、低能電子衍射、紅外光譜、核磁共振、電子能譜化學分析、同位素交換法等。其中場發射顯微鏡和場離子顯微鏡能直接觀察不同晶面上的吸附以及表面上個別原子的位置,故為各種表面的晶格缺陷、吸附性質及機理的研究提供了最直接的證據。

區別

普通物體固體表面有吸附水中溶解及膠體物質的能力,比表面積很大的活性炭等具有很強的吸附能力,可用作吸附劑。根據吸附的工作原理,吸附又分為物理吸附和化學吸附。吸附劑和被吸附物質之間通過分子間范德華力產生的吸附,稱為物理吸附;而吸附劑與被吸附物質之間產生的化學作用,生成化學鍵引起吸附,稱為化學吸附。離子交換實際上也是一種吸附。 物理吸附和化學吸附並非是不相容的,而是隨著外界條件的變化可以相伴發生,但在一個系統中,某一種吸附是主要的。而在污水處理中,多數情況下,往往是幾種吸附的綜合結果。

㈩ 金屬表面烷烴的化學吸附能增大的原因有哪些

金屬表面烷烴的化學吸附能增大的原因如下:
1、金屬表面的電性:金屬表面具有較強的電性,可以與烷烴的電子對調,增加烷烴的化學吸附能。
2、金屬表面的活性:金屬表面具有較強的活性,可以與烷烴的鍵結,增加烷烴的化學吸附能。
3、金屬表面的結構:金屬表面具有較多的孔隙,可以增加烷烴的吸附能。
4、金屬表面的表面張力:金屬表面具有較高的表面張力,可以增加烷烴的化學吸附能。

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