Силы Ван дер Ваальса.
     Обычно их разделяют на три вида: силы, зависящие от электростатической индукции; силы, зависящие от ориентации электрических диполей(ориентационный эффект); силы, зависящие от взаимодействия между флуктуирующими диполями(дисперсионный эффект).
Ориентационный эффект.
Молекулы, обладающие постоянным дипольным моментом p₁ и p₂, взаимодействуя между собой, ориентируются друг относительно друга, как только межмолекулярное расстояние z становится малым. Обменная энергия в этом случае определяется выражением
Ew=(-2/3p₁²p₂² /z⁶   ₎

Электрическая индукция.
    Если молекула, имеющая постоянный дипольный момент p приближается к молекуле с нулевым p₂=0, то в последней наводится электрический момент, пропорциональный ее поляризуемости a.
    На расстоянии z энергия взаимодействия в этом случае будет равна
E_I=2ap²/z⁶
Дисперсионный эффект . (Впервые отмечен Лондоном.)
    Дипольный момент  появляется тогда, когда центр тяжести электронного заряда не совпадает с центром тяжести положительного("+") заряда ядра. Величина и направление этого момента будут периодически меняться, причем, поскольку все направления для изолированного атома равновероятны, среднее по времени значение  равно 0. Индуцированный диполь будет следовать за этим диполем. Согласно Лондону, энергия взаимодействия равна
Ei=c/z⁶,
где c=-3/2p₁p₂I₁I₂/(I₁+I₂,)
где I₁,I₂ - энергия ионизации атомов; a - поляризуемость.

Обменные силы .
     Переход от действия сил Ван дер Ваальса к действию обменных сил можно проследить с помощью кривых потенциальной энергии взаимодействия молекулы H₂ с поверхностью металла М(вольфрам).
{ГРАФИК}
Qx.c. - теплота хемосорбции атома водорола на М.
Qф.а. - теплота физической адсорбции H₂ под действием сил Ван дер Ваальса.
    По мере приближения молекулы H₂ к поверхности М она может быть адсорбирована "физически", так что взаимодействие будет описываться кривой М+H₂. Если молекула получает некоторую энергию активации Qакт.(эта энергия может быть мала и даже равна 0), то система может перейти на кривую М+H₂, на которой(после диссоциации молекулы H₂ на атомы) ее атомные составляющие становятся слабо хемосорбированными. Такая слабая хемосорбция характеризуется тем, что в противоположном случаю сил связи Ван дер Ваальса электронная оболочка адсорбированного атома может проникать в электронную оболочку твердого тела. Твердое тело и атом дают по одному электрону с неспаренным спином на "связывающую орбиталь".   Обменные силы называются также гомеополярными или ковалентными.

Гетерополярные силы .
      В отличие от обменных сил, когда происходит частичное перекрытие электронных оболочек, гетерополярные силы связаны с передачей электрона от адсорбированного атома к металлу и наоборот. В результате этого процесса на поверхности образуется слой ионов. Он в свою очередь индуцирует противиположно заряженный слой на поверхности твердого тела, так что образуется двойной слой.{РИСУНОК}
     В добавление к этим гетерополярным силам связи, между адсорбированным ионом и его противоположно заряженным изображением на поверхности могут появиться дополнительные силы притяжения вследствие взаимодействия с соседями.

     Если степень покрытия мала, а z велико и поверхность однородна, то для энергии связи справедливо выражение
, если твердое тело(М) является акцептором электрона и , если твердое тело(М) - донор электрона.
где еI - энергия ионизации атома,
      - работа выхода электрона из твердого тела,
      - сродство к электрону адсорбированного атома,
      d - дипольный момент системы.

      В случае адсорбции полярных молекул(например СО) с дипольным моментом p, притяжение, возникающее между молекулами и твердым телом, эквивалентно взаимодействию двух диполей противоположного знака. Второй диполь располагается в том месте, где должно находиться изображение первого диполя, если считать поверхность зеркальной.
     Принебрегая возможной поляризацией молекул полем поверхности твердого тела, такое диполь-дипольное кулоновское взаимодействие можно описать выражением
,
где  - угол между диполем и нормалью к поверхности.
Если , т.е. диполь перпендикулярен поверхности, то
 .
Если b=, т.е. диполь паралелен поверхности, то
 .

Основные определения.

Потенциал ионизации - наименьшая разность потенциалов V, которую должен пройти электрон в ускоряющем электрическом поле, чтобы его энергия(еV) была достаточна для ионизации невозбужденного атома(или молекулы) электронным ударом. Величина еV называется энергией ионизации. Она равна работе вырывания электрона из атома(молекулы).
Сродство к электрону - способность некоторых нейтральных атомов, молекул и свободных радикалов присоединить добавочные электроны, превращаясь в отрицательные ионы. Мерой этой способности служит положительная энергия сродства к электрону , равная разности энергии нейтрального атома(молекулы) в основном состоянии и энергии основного состояния отрицательного иона, образовавшегося после присоединения электрона.
фотоотщепления.

Физический смысл теплоты адсорбции - наименьшая энергия, которую нужно сообщить адсорбированной частице, чтобы она покинула поверхность.