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金屬表面的化學吸附鍵都有哪些如何證明

發布時間:2022-05-18 09:46:52

A. 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。

B. 如何判斷是不是物理吸附還是化學吸附

基本上所有可逆的吸附都是物理吸附,不可逆的基本上都是化學吸附

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。
物理吸附有以下特點:①氣體的物理吸附類似於氣體的液化和蒸氣的凝結,故物理吸附熱較小,與相應氣體的液化熱相近;②氣體或蒸氣的沸點越高或飽和蒸氣壓越低,它們越容易液化或凝結,物理吸附量就越大;③物理吸附一般不需要活化能,故吸附和脫附速率都較快;任何氣體在任何固體上只要溫度適宜都可以發生物理吸附,沒有選擇性;④物理吸附可以是單分子層吸附,也可以是多分子層吸附;⑤被吸附分子的結構變化不大,不形成新的化學鍵,故紅外、紫外光譜圖上無新的吸收峰出現,但可有位移;⑥物理吸附是可逆的;⑦固體自溶液中的吸附多數是物理吸附。

C. 物理吸附和化學吸附的區別

主要區別是,性質不同、主要特點不同、應用不同,具體如下:

一、性質不同

1、物理吸附

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。

2、化學吸附

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。

二、主要特點不同

1、物理吸附

①、氣體的物理吸附類似於氣體的液化和蒸氣的凝結,故物理吸附熱較小,與相應氣體的液化熱相近。

②、氣體或蒸氣的沸點越高或飽和蒸氣壓越低,它們越容易液化或凝結,物理吸附量就越大。

③、物理吸附一般不需要活化能,故吸附和脫附速率都較快,任何氣體在任何固體上只要溫度適宜都可以發生物理吸附,沒有選擇性。

④、物理吸附可以是單分子層吸附,也可以是多分子層吸附;⑤被吸附分子的結構變化不大,不形成新的化學鍵,故紅外、紫外光譜圖上無新的吸收峰出現,但可有位移。

⑤、物理吸附是可逆的。

2、化學吸附

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。

三、應用不同

1、物理吸附

物理吸附在化學工業、石油加工工業、農業、醫葯工業、環境保護等部門和領域都有廣泛的應用,最常用的是從氣體和液體介質中回收有用物質或去除雜質,如氣體的分離、氣體或液體的乾燥、油的脫色等。

2、化學吸附

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。

D. 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。

E. 表面上常用的吸附氧種有哪些,說明端接與側接吸附氧物種與表面的成鍵方式

1、首先吸附氧形成比較復雜與襯底材料的電子態、晶面結構和配位情況都有關。能以綜合說明,只能逐一進行分析。
2、對於不同的襯底其吸附位置也不確定,在fcc、hcp和bridge位等均可能吸附,細分在step、edge和terrace都有可能與襯底材料密切相關,也只能具體問題具體分析;
3、第三個問題不明白,對於金屬催化劑你是指金屬本身還是包括載體。有些在僅有L酸,而幾乎沒有B酸。L酸的定義很明確具有可以接受電子對的空軌道,也就是說大多存在於金屬氧化物的氧缺陷處(金屬離子)。B酸是能放出質子的物質為酸,所以金屬表面(單質金屬或飽和氧化物)很難提供B酸,大多存在於弱酸性的-OH和分子篩(Si-O-Al)橋氧上。

F. 吸附主要有哪些類型及其各自的特點是什麼

溶質從水中移向固體顆粒表面,發生吸附,是水、溶質和固體顆粒三者相互作用的結果。引起吸附的主要原因在於溶質對水的疏水特性和溶質對固體顆粒的高度親和力。溶質的溶解程度是確定第一種原因的重要因素。溶質的溶解度越大,則向表面運動的可能性越小。相反,溶質的憎水性越大,向吸附界面移動的可能性越大。吸附作用的第二種原因主要由溶質與吸附劑之間的靜電引力、范德華引力或化學鍵力所引起。與此相對應,可將吸附分為三種基本類型。
(1)交換吸附指溶質的離子由於靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電點上,並置換出原先固定在這些帶電點上的其他離子。通常離子交換屬此范圍。影響交換吸附勢的重要因素是離子電荷數和水合半徑的大小。
(2)物理吸附指溶質與吸附劑之間由於分子間力(范德華力)而產生的吸附。其特點是沒有選擇性,吸附質並不固定在吸附劑表面的特定位置上,而多少能在界面范圍內自由移動,因而其吸附的牢固程度不如化學吸附。物理吸附主要發生在低溫狀態下,過程放熱較小,約42kj/mol或更少,可以是單分子層或多分子層吸附。影響物理吸附的主要因素是吸附劑的比表面積和細孔分布。
(3)化學吸附指溶質與吸附劑發生化學反應,形成牢固的
吸附化學鍵和表面絡合物,吸附質分子不能在表面自由移動。吸附時放熱量較大,與化學反應的反應熱相近,約84~420kj/mol。化學吸附有選擇性,即一種吸附劑只對某種或特定幾種物質有吸附作用,一般為單分子層吸附。通常需要一定的活化能,在低溫時,吸附速率較小。這種吸附與吸附劑的表面化學性質和吸附質的化學性質有密切的關系。
物理吸附後再生容易,且能回收吸附質。化學吸附因結合牢固,再生較困難,必須在高溫下才能脫附,脫附下來的可能還是原吸附質,也可能是新的物質。利用化學吸附處理毒性很強的污染物更安全。
在實際的吸附過程中,上述幾類吸附往往同時存在,難於明確區分。例如某些物質分子在物理吸附後,其化學鍵被拉長,甚至拉長到改變這個分子的化學性質。物理吸附和化學吸附在一定條件下也是可以互相轉化的。同一物質可能在較低溫度下進行物理吸附,而在較高溫度下所經歷的往往又是化學吸附。

G. 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。

H. 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。

I. 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。

J. 什麼是化學吸附

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

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