金属表面的化学吸附键都有哪些如何证明

A. 化学吸附是什么化学吸附仪又可以做什么

网络名片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。
化学吸附的主要特点是：仅发生单分子层吸附；吸附热与化学反应热相当；有选择性；大多为不可逆吸附；吸附层能在较高温度下保持稳定等。化学吸附又可分为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)，前者吸附速度较慢，后者则较快。
化学吸附是多相催化反应的重要步骤。研究化学吸附对了解多相催化反应机理，实现催化反应工业化有重要意义。吸附特点
与物理吸附相比，化学吸附主要有以下特点：①吸附所涉及的力与化学键力相当，比范德华力强得多。②吸附热近似等于反应热。③吸附是单分子层的。因此可用朗缪尔等温式描述，有时也可用弗罗因德利希公式描述。捷姆金吸附等温式只适用于化学吸附：V/Vm=1/a·㏑CoP。式中V是平衡压力为p时的吸附体积；Vm是单层饱和吸附体积；a和c0是常数。④有选择性。⑤对温度和压力具有不可逆性。另外，化学吸附还常常需要活化能。确定一种吸附是否是化学吸附，主要根据吸附热和不可逆性。
可分3种情况：①气体分子失去电子成为正离子，固体得到电子，结果是正离子被吸附在带负电的固体表面上。②固体失去电子而气体分子得到电子，结果是负离子被吸附在带正电的固体表面上。③气体与固体共有电子成共价键或配位键。例如气体在金属表面上的吸附就往往是由于气体分子的电子与金属原子的d电子形成共价键，或气体分子提供一对电子与金属原子成配位键而吸附的。

B. 如何判断是不是物理吸附还是化学吸附

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学吸附

化学吸附的主要特点是：仅发生单分子层吸附；吸附热与化学反应热相当；有选择性；大多为不可逆吸附；吸附层能在较高温度下保持稳定等。化学吸附又可分为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)，前者吸附速度较慢，后者则较快。
化学吸附是多相催化反应的重要步骤。研究化学吸附对了解多相催化反应机理，实现催化反应工业化有重要意义。吸附特点
与物理吸附相比，化学吸附主要有以下特点：①吸附所涉及的力与化学键力相当，比范德华力强得多。②吸附热近似等于反应热。③吸附是单分子层的。因此可用朗缪尔等温式描述，有时也可用弗罗因德利希公式描述。捷姆金吸附等温式只适用于化学吸附：V/Vm=1/a·㏑CoP。式中V是平衡压力为p时的吸附体积；Vm是单层饱和吸附体积；a和c0是常数。④有选择性。⑤对温度和压力具有不可逆性。另外，化学吸附还常常需要活化能。确定一种吸附是否是化学吸附，主要根据吸附热和不可逆性。
物理吸附有以下特点：①气体的物理吸附类似于气体的液化和蒸气的凝结，故物理吸附热较小，与相应气体的液化热相近；②气体或蒸气的沸点越高或饱和蒸气压越低,它们越容易液化或凝结,物理吸附量就越大；③物理吸附一般不需要活化能，故吸附和脱附速率都较快；任何气体在任何固体上只要温度适宜都可以发生物理吸附，没有选择性；④物理吸附可以是单分子层吸附，也可以是多分子层吸附;⑤被吸附分子的结构变化不大,不形成新的化学键，故红外、紫外光谱图上无新的吸收峰出现，但可有位移；⑥物理吸附是可逆的；⑦固体自溶液中的吸附多数是物理吸附。

C. 物理吸附和化学吸附的区别

主要区别是，性质不同、主要特点不同、应用不同，具体如下：

一、性质不同

1、物理吸附

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。

2、化学吸附

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。

二、主要特点不同

1、物理吸附

①、气体的物理吸附类似于气体的液化和蒸气的凝结，故物理吸附热较小，与相应气体的液化热相近。

②、气体或蒸气的沸点越高或饱和蒸气压越低,它们越容易液化或凝结,物理吸附量就越大。

③、物理吸附一般不需要活化能，故吸附和脱附速率都较快，任何气体在任何固体上只要温度适宜都可以发生物理吸附，没有选择性。

④、物理吸附可以是单分子层吸附，也可以是多分子层吸附;⑤被吸附分子的结构变化不大，不形成新的化学键，故红外、紫外光谱图上无新的吸收峰出现，但可有位移。

⑤、物理吸附是可逆的。

2、化学吸附

①、吸附所涉及的力与化学键力相当，比范德华力强得多。

②、吸附热近似等于反应热。

③、吸附是单分子层的。因此可用朗缪尔等温式描述，有时也可用弗罗因德利希公式描述。

④、有选择性。

⑤、对温度和压力具有不可逆性。

三、应用不同

1、物理吸附

物理吸附在化学工业、石油加工工业、农业、医药工业、环境保护等部门和领域都有广泛的应用，最常用的是从气体和液体介质中回收有用物质或去除杂质，如气体的分离、气体或液体的干燥、油的脱色等。

2、化学吸附

脉冲化学吸附，催化剂预处理、等温反应、BET比表面积。用于催化剂的表征，如金属分散度、活性金属表面积、酸中心数量及强度分布等。

D. 化学吸附的机理

可分3种情况：①气体分子失去电子成为正离子，固体得到电子，结果是正离子被吸附在带负电的固体表面上。②固体失去电子而气体分子得到电子，结果是负离子被吸附在带正电的固体表面上。③气体与固体共有电子成共价键或配位键。例如气体在金属表面上的吸附就往往是由于气体分子的电子与金属原子的d电子形成共价键，或气体分子提供一对电子与金属原子成配位键而吸附的。

E. 表面上常用的吸附氧种有哪些，说明端接与侧接吸附氧物种与表面的成键方式

1、首先吸附氧形成比较复杂与衬底材料的电子态、晶面结构和配位情况都有关。能以综合说明，只能逐一进行分析。
2、对于不同的衬底其吸附位置也不确定，在fcc、hcp和bridge位等均可能吸附，细分在step、edge和terrace都有可能与衬底材料密切相关，也只能具体问题具体分析；
3、第三个问题不明白，对于金属催化剂你是指金属本身还是包括载体。有些在仅有L酸，而几乎没有B酸。L酸的定义很明确具有可以接受电子对的空轨道，也就是说大多存在于金属氧化物的氧缺陷处（金属离子）。B酸是能放出质子的物质为酸，所以金属表面（单质金属或饱和氧化物）很难提供B酸，大多存在于弱酸性的-OH和分子筛（Si-O-Al）桥氧上。

F. 吸附主要有哪些类型及其各自的特点是什么

溶质从水中移向固体颗粒表面，发生吸附，是水、溶质和固体颗粒三者相互作用的结果。引起吸附的主要原因在于溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲和力。溶质的溶解程度是确定第一种原因的重要因素。溶质的溶解度越大，则向表面运动的可能性越小。相反，溶质的憎水性越大，向吸附界面移动的可能性越大。吸附作用的第二种原因主要由溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力所引起。与此相对应，可将吸附分为三种基本类型。
(1)交换吸附指溶质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上，并置换出原先固定在这些带电点上的其他离子。通常离子交换属此范围。影响交换吸附势的重要因素是离子电荷数和水合半径的大小。
(2)物理吸附指溶质与吸附剂之间由于分子间力（范德华力）而产生的吸附。其特点是没有选择性，吸附质并不固定在吸附剂表面的特定位置上，而多少能在界面范围内自由移动，因而其吸附的牢固程度不如化学吸附。物理吸附主要发生在低温状态下，过程放热较小，约42kj/mol或更少，可以是单分子层或多分子层吸附。影响物理吸附的主要因素是吸附剂的比表面积和细孔分布。
(3)化学吸附指溶质与吸附剂发生化学反应，形成牢固的
吸附化学键和表面络合物，吸附质分子不能在表面自由移动。吸附时放热量较大，与化学反应的反应热相近，约84～420kj/mol。化学吸附有选择性，即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用，一般为单分子层吸附。通常需要一定的活化能，在低温时，吸附速率较小。这种吸附与吸附剂的表面化学性质和吸附质的化学性质有密切的关系。
物理吸附后再生容易，且能回收吸附质。化学吸附因结合牢固，再生较困难，必须在高温下才能脱附，脱附下来的可能还是原吸附质，也可能是新的物质。利用化学吸附处理毒性很强的污染物更安全。
在实际的吸附过程中，上述几类吸附往往同时存在，难于明确区分。例如某些物质分子在物理吸附后，其化学键被拉长，甚至拉长到改变这个分子的化学性质。物理吸附和化学吸附在一定条件下也是可以互相转化的。同一物质可能在较低温度下进行物理吸附，而在较高温度下所经历的往往又是化学吸附。

G. 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。

H. 怎样证明一种东西有吸附性

物体（固、液体）表面吸收周围介质中其他物质的分子（如各种无机离子、有机极性分子、气体分子等）的性能。温石棉由于力场强度和内表面积大，故有很大的吸附能力。石棉纤维吸附性是石棉湿纺和生产石棉水泥制品的重要物性特征。

编辑本段吸附性
物质从体相浓集到界面上的一种性质。例如，气相中的某些物质可以在固体表面上浓集；液体中某些物质可以在气-液界面、液—液界面和固—液界面上浓集。通常把能有效吸附其他物质的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。分类 根据不同的角度，可以有不同的分类方法，但主要分类方法有两种。一种是依据吸附剂与吸附质之间作用力的性质，可将吸附作用分为物理吸附和化学吸附。 物理吸附 不具选择性，在吸附过程中没有电子的转移，没有化学键的生成和破坏，没有原子的重排等反应，产生的吸附只是分子间的引力，吸附过程中吸附速率和解吸速率都很快，且不受温度的影响。此类吸附实质是一种物理作用。 化学吸附 具选择性，一些吸附剂只对某些吸附质产生吸附作用，其吸附热差不多和化学反应热处在同一数量级，它的吸附速率和解吸速率都很小，而且随温度升高吸附(解吸)速率增加。这类吸附一般都需要一定的活化能，被吸附分子与吸附表面的作用力和化合物中原子间的作用力相似。这种吸附实质上是一种化学反应。 另一种分类方法是根据吸附的界面不同，主要有溶液表面吸附、固—液界面吸附、固—气界面吸附等。 溶液表面的吸附 水的表面张力因加入溶质形成溶液而改变，有些溶质加入后能使溶液的表面张力降低，另一些溶质加入后则会使溶液的表面张力升高。若所加入的溶质能降低表面张力，则溶质力图浓集在表面层上以降低体系的表面能；反之，当溶质使表面张力升高时，则表面层中的浓度比内部的浓度低，这种溶液表面层的组成与本体溶液的组成不同的现象称为表面层发生了吸附作用。在溶液表面层上溶质的浓度可以大于、等于或小于溶液内部的浓度，分别对应着正吸附、不吸附和负吸附。 根据实验，水溶液中表面张力随溶质浓度变化曲线大致分为三类，如图1： 1876年，吉布斯用热力学方法求得定温下溶液的浓度、表面张力和吸附量之间的关系，称为吉布斯公式： 式中 a2——溶液中溶质的活度； γ——溶液的表面张力； ——溶质的表面超量。 从吉布斯公式可知：①若dγ/da<0，即增加溶质活度使溶液的表面张力降低者， 为正值，是正吸附。表面活性物质就是属于此情况；②若dγ/da2>0，即增加溶质活度使溶液的表面张力升高者， 为负值，非表面活性物质就是属于此情况，无机强电解质和高度水化的有机物如蔗糖等都有此性质。由于吉布斯公式的推导过程中，对所考虑的组分及界面没有附加限制条件，所以在原则上对于任何两相的体系都可以适用。 固—气界面的吸附 处在固体表面的原子，由于周围原子对它的作用力不对称，即原子所受的力不饱和，因而有剩余力场，可以吸附气体分子，使固体界面上的气体浓度增加，这种现象称为固—气界面的吸附。 对于一个给定的体系，达到平衡时的吸附量与温度及气体的压力有关，其中在一定温度下平衡吸附量与吸附质浓度的关系称为吸附等温线。吸附等温线有多种形式，经过一定的数学处理得到吸附等温线方程，利用这些方程可以给出有关吸附量、吸附质和吸附过程特点等有用的信息。综合大量实验结果，气体吸附等温线主要有五种类型，见图2。这些吸附等温线反映了吸附剂的表面性质有所不同，孔分布性质及吸附质和吸附剂的相互作用也不同。因此由吸附等温线的类型反过来可以了解一些吸附剂表面性质、孔分布性质以及吸附质和吸附剂相互作用的情况。 式中 a——平衡浓度为c时的吸附量； am——单分子层饱和吸附量； b、k和n——常数。 影响固体在溶液中吸附的因素很多，一般可从溶质、溶剂和吸附剂三者之间的关系考虑。对于小的有机和无机物分子，若以分子状态吸附时至少有以下规律：①稀溶液时，随着浓度增加，固—液界面自由能降低多的溶质吸附量大，这就是特劳贝规则；②吸附与溶解是性质相反的过程，故溶解度越小越容易被吸附；③吸附是放热过程，温度升高一般对吸附不利，即温度升高吸附量下降；④极性吸附剂容易从极性弱的溶剂中吸附极性强的溶质；非极性吸附剂容易从极性强的溶剂中吸附极性弱的溶质。其他如溶质的分子结构、溶剂的性质、吸附剂的制备条件等都对吸附有影响。 固体从溶液中吸附电解质有三种情况：①有些电解质(如弱电解质)以分子状态吸附，其吸附规律与小分子吸附相似；②有的固体在中性盐水溶液中吸附时，溶液的pH值发生变化，就像盐类发生了水解，固体有选择地吸附酸或碱，这种吸附称为水解吸附；③电解质在溶液中解离后某种离子被固体吸附，另一种反离子处于固体表面附近的扩散层中，这些反离子可以被与其同号的离子所交换。有些离子直接与固体骨架上的某些离子发生交换作用，这两种因固体吸附而发生的交换过程统称为离子交换吸附。离子交换吸附在土壤学和工业上有着重要应用。 固体从溶液中吸附大分子远比小分子复杂，每个大分子可有若干个吸附点，因而在较小浓度时吸附量上升很快，许多大分子吸附等温线服从兰格缪尔等温式。由于大分子分子量大，在多孔性固体上吸附时有小孔分子不能进入，故分子量增加，吸附量反而减小。溶剂、吸附剂的性质等对大分子的吸附也有影响。 应用 我国劳动人民很早就知道新烧好的木炭有吸湿、吸臭的性能，在湖南长沙马王堆一号墓里就是用木炭作为防腐剂和吸湿剂的。近几十年来有关吸附性的应用越来越广，人们利用吸附回收少量的稀有金属，对混合物进行分离、提纯，回收溶剂，处理污水，净化空气以及进行吸附色谱等。分子筛富氧就是利用某些分子筛优先吸附氮的性质，从而提高空气中氧的浓度等等。在催化领域中关于吸附的研究和应用，对工农业生产和国民经济具有特别重要的意义。

I. 金属原子沉积到另一种金属表面，其之间是物理吸附还是化学吸附

物理吸附是个可逆的过程，化学吸附不可逆。单独的原子是很不稳定的状态，会聚集起来减少表面能趋向于稳定的状态。会在另一种金属表面结合配位，有化学键的产生，相当于化学吸附。

J. 什么是化学吸附

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