化学吸附有哪些条件

1. 什么是物理吸附和化学吸附

物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起，此力也称作范德华力。由于范德华力存在于任何两分子间，所以物理吸附可以发生在任何固体表面上。
吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质，由于它是分子间的吸力所引起的吸附，所以结合力较弱，吸附热较小，吸附和解吸速度也都较快。被吸附物质也较容易解吸出来，所以物理吸附在一定程度上是可逆的。如：活性炭对许多气体的吸附，被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。吸附于固体表面的气体分子，不与固体产生化学反应，这种吸附称为物理吸附，物理吸附的特点是：吸附热小 ，吸附速度快，无选择性，可逆，通常是发生在接近气体液化点的温度，一般是多层吸附。

化学吸附是吸附质分子与固体表面原子（或分子）发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附。由于固体表面存在不均匀力场，表面上的原子往往还有剩余的成键能力，当气体分子碰撞到固体表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有，形成吸附化学键的吸附作用。

化学吸附是物质表面研究领域中一个非常重要的分支，它在催化(尤其是异相催化)、腐蚀、电解、晶体学、金属学及冶金学等诸多方面都有着重要的应用。人们对化学吸附的研究也是较早的，但是早期的研究由于实验条件的限制，只能停留在较为基础的研究水平上。又因理论得不到实验的证实，使得早期的化学吸附研究发展很慢。20世纪60年代以后，由于固体物理学的发展和成熟以及各种电测技术、超高真空技术及与之相关的表面及薄膜制各技术的迅速发展，各种能谱仪、质谱仪、衍射仪和显微技术不断出现并日臻完善，使得人们有条件从原子、分子水平去探究化学吸附现象。从而，使得化学吸附的研究得到迅速的发展，即在理论上，建立了一系列的模型；在实验上，获得了大量的实验数据[1] 。
化学吸附的研究可分为宏观理论、微观理论、统计理论三个方面。本文着重从微观角度对化学吸附进行介绍，因为它可以使人们从更深的层次去认识化学吸附的反应机制，从而使在这方面的研究不但具有理论意义，同时也具有很重要的实际意义。

2. 怎样判断物理或化学吸附

对的。物理吸附:①是由于分子间范德华引力引起的，可以是单层吸附也可是多层吸附。②吸附质和吸附剂之间不发生化学反应③吸附过程极快，参与吸附的各相间常瞬间即达平衡④吸附为放热反应⑤吸附剂与吸附质间的吸附力不强，可逆性吸附。化学吸附:①是由吸附剂与吸附质间的化学键作用力而引起的，是单层吸附，吸附需要一定的活化能。②吸附有很强的选择性③吸附速率较慢，达到吸附平衡需要时间长同一污染物坑内在较低温度下发生物理吸附，而在较高温度下发生化学吸附，即物理吸附在化学吸附之前，当吸附剂逐渐具备足够的活化能后，就发生化学吸附，两种吸附可能同时发生。

3. 吸附种类和吸附机理

按吸附现象产生的原因而言，可分为物理吸附及化学吸附。

（一）物理吸附

固体颗粒表面电荷的不均衡，往往使其带电荷。按其电荷的性质可分为永久电荷和可变电荷。

永久电荷是矿物晶格内的同晶替代所产生的电荷。例如，粘土矿物的结构为硅四面体和铝八面体，四面体内的硅和八面体内的铝均可被与其直径大小相近的离子所替代；四价的Si⁴⁺可被三价的Al³⁺所替代，而三价的Al³⁺可被二价的Mg²⁺所替代，这样的结果，使颗粒表面电荷产生了不均衡，使其呈现出负电性。由于同晶替代是在粘土矿物形成时产生的，并且是在粘土晶格的内部，因此一旦产生这种电荷就不会改变，具有永久性质，故称永久电荷。蒙脱石和伊利石的同晶替代较多，所以它们的表面电荷以永久电荷为主；而高岭石则不同，它的同晶替代少，其主要的表面电荷另有来源。

可变电荷是颗粒表面产生化学解离形成的，其表面电荷的性质（正电荷或负电荷）及数量往往随介质的pH值的改变而变化，所以称为可变电荷。例如某些胶体颗粒表面分子或原子团的解离：

（1）二氧化硅胶体和含水二氧化硅胶体的解离

水文地球化学基础

（2）粘土矿物颗粒晶面上的OH基中H⁺的解离

水文地球化学基础

高岭石晶体表面的OH基较多，所以它的表面电荷以可变电荷为主。

（3）氢氧化铁及氢氧化铝表面分子OH基的解离

Fe（OH）₃→Fe（OH）^2--+OH^-

A1（OH）₃→Al（OH）²⁺+H⁺

（4）腐殖质上某些原子团的解离

水文地球化学基础

上述谈到颗粒表面电荷形成的机理。由于固体颗粒表面带电荷，所以在固液相接触时。便会发生靠固体表面静电引力吸附液相异性离子的现象，这种现象称为物理吸附。

物理吸附的特点是，其吸附的键联力为静电引力，键联力较弱，因此已吸附在颗粒表面的离子，在一定条件下，可被液体中另一种离子所替换，所以物理吸附也称为“离子交换”。被吸附离子的电性，取决于表面电荷的电性，颗粒表面带负电荷，吸附阳离子，称为阳离子吸附，或阳离子交换；颗粒表面带正电荷，吸附阴离子，称为阴离子吸附，或阴离子交换。物理吸附这个表面反应是一种可逆反应，可用质量作用定律来描述。

（二）化学吸附

化学吸附不是依赖于静电引力发生的，液相中的离子是靠键力强的化学键（如共价键）结合到固体颗粒表面的；被吸附的离子进入颗粒的结晶格架，成为晶格的一部分，它不可能再返回溶液，是一种不可逆反应。这种现象也称为“特殊吸附”。产生化学吸附的一个基本条件是，被吸附离子直径与晶格中网穴的直径大致相等，例如，K⁺的直径为266pm（2.66Å），硅铝酸盐胶体晶格网穴直径为280pm（2.80Å），它们的直径大致相等，所以K⁺可被吸附到胶体的晶格里。

在实际研究中，要区分物理吸附及化学吸附是十分困难的；而物理吸附要比化学吸附普遍。因此，目前研究最多的是物理吸附，而且物理吸附的研究，实际上也包括化学吸附在内，因为两者很难区分。特别是地下水污染中污染物的研究更是如此。

4. 物理吸附和化学吸附的区别和联系

一、联系
物理吸附和化学吸附都是吸附，两者并不是孤立的，往往相伴发生。在污水处理技术中，大部分的吸附往往是几种吸附综合作用的结果。
二、区别
1、产生条件不同
一般来说，物理吸附所需温度低于化学吸附。使用吸附剂可发生物理吸附，但是化学吸附需要特点的条件，如只有一定条件下才能产生化学吸附，如惰性气体不能产生化学吸附，如果表面原子的价键已经和邻近的原子形成饱和键也不能产生化学吸附。
2、吸附程度不同
物理吸附的程度比化学吸附要低。
物理吸附通常形成几个分子层，由于分子间引力的作用比较弱，使得吸附质分子的结构变化很小，在吸附过程中物质不改变原来的性质，因此吸附能小，被吸附的物质很容易再脱离，如用活性炭吸附气体，只要升高温度，就可以使被吸附的气体逐出活性炭表面。
而化学吸附的吸附过程中不仅有引力，还运用化学键的力，因此吸附能较大，要逐出被吸附的物质需要较高的温度，而且被吸附的物质即使被逐出，也已经产生了化学变化，不再是原来的物质了。
3、吸附特点不同
物理吸附与分子在表面上的凝聚现象相似，没有选择性，物理吸附过程不产生化学反应，不发生电子转移、原子重排及化学键的破坏与生成。由于分子间引力的作用比较弱，使得吸附质分子的结构变化很小
在产生化学吸附的过程中，气体原子和表面原子之间产生电子的转移。化学吸附时，化学键力起作用其作用力比范德瓦尔引力大得多，所以吸附位阱更深，作用距离更短。
参考资料来源：搜狗网络-吸附

5. 物理吸附发生时化学吸附一定会发生吗化学吸附的条件有哪些，请列举出来

物理吸附发生时，化学吸附不一定会发生。但发生化学吸附时，一定发生了物理吸附。

反应物分子能否发生化学吸附取决于分子能否达到过渡态，即反应物分子应当具有比吸附活化能（Ea）大的能量需要在一定的反应温度下，提高
反应物分子的能量，使其大于Ea，从而保证反应物分子由物理吸附过渡到化学吸附，进行催化反应。

氢分子在镍表面上的吸附位能曲线

6. 影响金属催化剂的化学吸附性能的因素有哪些

影响金属催化剂的化学吸附性能的因素有：温度，环境因素。

在选择和设计金属催化剂时，常考虑金属组分与反应物分子间应有合适的能量适应性和空间适应性，以利于反应分子的活化。然后考虑选择合适的助催化剂和催化剂载体以及所需的制备工艺，并严格控制制备条件，以满足所需的化学组成和物理结构，包括金属晶粒大小和分布等。

原理金属键的作用

过渡金属的化学性质与过渡金属原子的d轨道密切相关。d轨道参与形成金属键的分数(d%)与金属的催化活性有一定的关系。鉴于金属键电子的高度离域性，研究金属催化作用时应首先考虑作为金属整体性质的电子迁移性，以及金属原子之间远程的电子相互作用。20世纪50年代，应用固体物理的能带理论对金属和半导体催化剂的电子结构进行了描述。

以上内容参考：网络-金属催化作用

7. 发生化学吸附的原因是什么

吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附。由于固体表面存在不均匀力场，表面上的原子往往还有剩余的成键能力，当气体分子碰撞到固体表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有，形成吸附化学键的吸附作用。

8. 物理吸附与化学吸附如何区分

物理吸附与化学吸附区分：含义不同，特征不同。

一、含义不同：

物理吸附是被吸附的流体分子与固体表面分子间的作用力为分子间吸引力，即所谓的范德华力。

化学吸附是固体表面与被吸附物间的化学键力起作用的结果。这类型的吸附需要一定的活化能，故又称“活化吸附”。

二、特征不同：

物理吸附的特征是吸附物质不发生任何化学反应，吸附过程进行得极快，参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。

化学吸附往往是不可逆的，而且脱附后，脱附的物质常发生了化学变化不再是原有的性状，故其过程是不可逆的。

吸附剂表面

分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质，由于它是分子间的吸力所引起的吸附，所以结合力较弱，吸附热较小，吸附和解吸速度也都较快。被吸附物质也较容易解吸出来，所以物理吸附在一定程度上是可逆的。如：活性炭对许多气体的吸附，被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。

以上内容参考：网络-物理吸附

9. 物理吸附和化学吸附的区别和特点分别是什么

物理吸附：①是由于分子间范德华引力引起的,可以是单层吸附也可是多层吸附.②吸附质和吸附剂之间不发生化学反应③吸附过程极快,参与吸附的各相间常瞬间即达平衡④吸附为放热反应⑤吸附剂与吸附质间的吸附力不强,可逆性吸附.
化学吸附：①是由吸附剂与吸附质间的化学键作用力而引起的,是单层吸附,吸附需要一定的活化能.②吸附有很强的选择性③吸附速率较慢,达到吸附平衡需要时间长③升高温度可提高吸附速率.
同一污染物坑内在较低温度下发生物理吸附,而在较高温度下发生化学吸附,即物理吸附在化学吸附之前,当吸附剂逐渐具备足够的活化能后,就发生化学吸附,两种吸附可能同时发生.
重要区别：物理吸附
物质本身不变
化学吸附
物质就变了
望采纳，谢谢

10. 发生化学吸附的原因是什么

发生化学吸附的原因，是由于位于固体表面的原子具有自由价，这些原子的配 位数小于固体内原子的 配位数，使得每个表面原子受到一种内向的净作用力，将扩散到其 附近的气体分子吸附形成化学键 化学吸附是表面反应的前提。化学吸附的表面物种在二维 的吸附层中并非静止不动的，只要温度足够 高，它们就成为化学活性物种，在固体表面迁 移，随之进行化学反应。表面反应要成功进行，就要求化学 吸附不宜过强，也不能过弱。