吸着運動編集

吸着のインスタンスとして、化学吸着は吸着プロセスに従います。 第一段階は、吸着剤粒子が表面と接触することである。 粒子は、ガス表面電位を十分に残すのに十分なエネルギーを持たないことによって表面に捕捉される必要がある。 それが表面と弾性的に衝突すると、それはバルクガスに戻るであろう。 非弾性衝突によって十分な運動量を失った場合、それは表面に「付着」し、物理吸着と同様に弱い力によって表面に結合した前駆状態を形成する。 粒子は、深い化学吸着ポテンシャルを十分に見つけるまで表面に拡散する。 それからそれは表面と反応するか、または十分なエネルギーと時間の後に単に脱着する。

表面との反応は、関与する化学種に依存する。 反応に対するギブズエネルギー方程式の適用:

Δ G=Δ H−T Δ S{\displaystyle\Delta G=\Delta H−T\Delta S}

一般的な熱力学では、一定の温度と圧力での自発的な反応に対して、自由エネルギーの変化は負でなければならないと述べている。 自由粒子は表面に拘束され、表面原子が高度に移動しない限り、エントロピーは低下する。 これは、エンタルピー項が負でなければならず、発熱反応を意味することを意味する。

物理吸着はLennard-Jonesポテンシャルとして与えられ、化学吸着はMorseポテンシャルとして与えられる。 物理吸着と化学吸着の間にはクロスオーバーの点が存在し、移動の点を意味する。 これは、活性化エネルギー要件または不足を表すゼロエネルギー線の上または下（モールス電位aの差を伴う）に発生する可能性があります。 きれいな金属表面のほとんどの簡単なガスは活発化のエネルギー所要量に欠けている。

ModelingEdit

化学吸着の実験的なセットアップのために、特定のシステムの吸着量は、付着確率値によって定量化されます。しかし、化学吸着は理論化することは非常に困難である。

有効媒体理論から導出された多次元ポテンシャルエネルギー表面（PES）は、吸収に対する表面の効果を記述するために使用されますが、研究されるものに応じて、その特定の部分のみが使用されます。 エネルギーの合計を位置の関数として取るPESの簡単な例:

E({r i})=E e l({r i})+V ion-ion({r i}){\displaystyle E(\{r_{i}\})=e_{el}(\{r_{i}\})+V_{\text{ion-ion}}(\{r_{i}\})}