吸附機理
范德瓦耳斯吸附主要由范德華力作用, 范德華力(van der Waals' force)在化學中指分子之間非定向的、無飽和性的、較弱的相互作用力,根據荷蘭物理學家約翰內斯·范德瓦耳斯命名。范德華力是一種電性引力,但它比化學鍵或氫鍵弱得多,通常其能量小於5kJ/mol。范德華力的大小和分子的大小成正比。
范德華力的主要來源有三種機制:
1.極性分子與極性分子之間的永久偶極矩相互作用,稱為“取向力”。
2.極性分子對非極性分子有極化作用,使之產生誘導偶極矩,永久偶極矩與其誘導出的偶極矩相互作用,稱為“誘導力”。
3.一對非極性分子本身由於電子的機率運動,可以相互配合產生一對方向相反的瞬時偶極矩,這一對瞬時偶極矩相互作用,稱為“色散力”。這種機制是非極性分子中范德華力的主要來源,1930年由F.W.倫敦首先根據量子力學原理給出解釋,因此也稱為“倫敦力”。
范德華力的大小會影響物質尤其是分子晶體的熔點和沸點, 通常分子的分子量越大,范德華力越大。水(氧化氫)比硫化氫的相對分子質量小,因此范德華力比後者弱,但由於水分子間存在更強的氫鍵,熔沸點反而更高。壁虎能夠在牆及各種表面上行走,便是因為腳上極細緻的匙突(spatulae)和接觸面產生的范德華力所致。這時的吸附也是范德瓦耳斯吸附。