ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбция из "Физико-химия нанокластеров наноструктур и наноматериалов" Атомы на поверхности твердого тела и адсорбата можно характеризовать также с помошью понятий кислотно-основных связей, введенных Бренстедом и Льюисом [15]. [c.134] Кислотный поверхностный центр Льиюса представляет собой центр, принимающий электронную пару с участием адсорбента, что приводит к уменьшению общей энергии системы. Основной поверхностный центр Льюиса отдает электронную пару. [c.134] Отношение основной и кислотной форм адсорбированного основания выражается через Кислотность поверхностных центров Бренстеда. [c.134] Принято различать два типа адсорбции — физическую и химическую, хотя существуют и промежуточные формы. В процессе физической адсорбции молекулы связываются с поверхностью силами Ван-дер-Ваальса, при химической (хемосорбции) — силами химического взаимодействия. Физическая сорбция обратима, в то время как хемосорбция может быть и необратимой. Кроме того, значения теплот хемосо ции. [c.135] При низких температурах изобара описывает физическую адсорбцию, когда количество адсорбированных молекул, например молекул Нг на N1, уменьшается с ростом температуры. При более высоких температурах количество адсорбированных молекул газа увеличивается в связи с началом хемосорбции, однако затем падает. Адсорбция в области 1 обратима, а в области 2 необратима, охлаждение приводит процесс десорбции из области 3 в область 4. Адсорбируемый атом может ионизоваться вследствие обмена зарядом с твердым телом (рис. 3.20). [c.136] В терминах зонной теории, если высший заполненный энергетический уровень атома лежит выше уровня Ферми в твердом теле, то электрон может перейти к твердому телу, а адсорбируемый атом становится положительным (рис. 3.20), если же незаполненный уровень адсорбированного атома лежит ниже уровня Ферми, то электрон может перейти к атому, который заряжается отрицательно. Вероятность подобных процессов определяется, естественно, высотой энергетического барьера между атомом и твердым телом. [c.136] Основной метод изучения адсорбции состоит в установлении зависимости между количеством адсорбируемого газа, температурой и давлением. На рис. 3.21 показана зависимость адсорбируемого газа от давления при постоянной температуре. [c.136] Электронные уровни и молекулярные орбитали (см. рис. 3.3 и 3.4) играют большую роль при характеристике связей адсорбированной молекулы с поверхностью. Для поверхности металлов образуются ковалентные связи с участием частично заполненной -зоны металла. В процессе хемосорбции молекулы диссоциируют и участвуют в образовании связей уже в виде атомов, что становится возможным, когда энергия связи адсорбированного атома превышает половину энергии диссоциации молекулы адсорбата. Переход из состояния физической сорбции в хемосорбцию можно трактовать на основе диафаммы потенциальной энергии на рис. 3.22. [c.138] Кривая энергии М + Аг соответствует изменению потенциальной энергии молекулы Аг, когда она приближается к поверхности и адсорбируется за счет физической сорбции с малой энергией связи. Аналогичная зависимость М + 2А относится к диссоциативной адсорбции двух атомов А. Неглубокий минимум для физической сорбции отделен от более глубокого минимума для хемосорбции двух атомов потенциальным барьером, который и офаничивает переход из физической сорбции в хемосорбцию. [c.138] Вернуться к основной статье