化学吸着と物理吸着の大きな違いは、化学吸着が化学結合によって吸着するのに対し、物理吸着は分子間力によって吸着することである。

化学吸着と物理吸着は、物質の表面への吸着メカニズムを説明する重要な化学的概念であり、化学吸着は化学的吸着、物理吸着は物理的吸着である。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 化学吸着とは 3. 物理吸着とは 4. 横並び比較 - 化学吸着と物理吸着の表形式 5. まとめ

化学吸着は何ですか？

化学吸着は、物質の表面への吸着が化学的に駆動されるプロセスである。ここでは、吸着剤が化学結合によって表面に結合している。そのため、このメカニズムには、吸着剤と表面との化学反応が関与している。ここでは、化学結合が分解されると同時に形成されることがある。さらに、この結合の切断と形成の結果、吸着剤と表面を形成する化学物質が変化する。

図01：化学吸着の3つのステップ

例えば、肉眼で見ることができるマクロな現象である腐食はその代表例です。また、吸着剤と表面の間に形成される結合の種類には、共有結合、イオン結合、水素結合がある。

物理吸着は何ですか？

物理吸着とは、物質の表面への吸着を物理的な手段で駆動させるプロセスである。つまり、化学結合が形成されず、ファンデルワールス力などの分子間相互作用が働くプロセスである。吸着質量と表面はそのまま存在する。そのため、原子や分子の電子構造は関係ない。

よく知られている例としては、ヤモリの表面と足の毛の間にファンデルワールス力が働き、垂直な面を登るのに役立っています。

化学吸着と物理吸着の違い

化学吸着と物理吸着の大きな違いは、化学吸着では化学結合が吸着する物質を支配するのに対し、物理吸着では分子間力が吸着する物質を支配することである。また、化学吸着は水素結合、共有結合、イオン結合を形成することができるが、物理吸着はファンデルワールス相互作用しか形成することができない。したがって、これも化学吸着と物理吸着の違いと考えることができます。化学吸着の結合エネルギーは1〜10evであるのに対し、物理吸着の結合エネルギーは10〜100mev程度である。

化学吸着と物理吸着の違いを比較するために、以下のインフォグラフィックに詳細を示しました。

概要 - 化学吸着 vs. 物理吸着

化学吸着と物理吸着の大きな違いは、化学吸着が化学結合によって吸着物を保持する吸着であるのに対し、物理吸着は分子間力によって吸着物を制御する吸着であることである。

引用

1Murr, L.e. "Imaging systems and material properties", Material Properties, vol.60, no.5, 2009, pp.397-414., doi:10.1016/j.matchar.2008.10.013.