固着確率

付着確率とは、分子が表面に捕捉され化学的に吸着する確率です。ラングミュアの吸着等温線から、吸着サイトがすでに他の分子によって占有されている場合、分子は表面に吸着できないため、付着確率は次のように表すことができます。

${\displaystyle S=S_{0}(1-\theta )}$

ここで、は初期の付着確率であり、は 0 から 1 の範囲の表面被覆率です。 ${\displaystyle S_{0}}$${\displaystyle \theta}$

同様に、分子が解離的に表面に吸着する場合、吸着確率は

${\displaystyle S=S_{0}(1-\theta )^{2}}$

四角形になっているのは、1 つの分子を 2 つの部分に分解するには 2 つの吸着部位が必要であるためです。これらの式は単純で簡単に理解できますが、実験結果を説明することはできません。

1958年にP. Kisliuk ^[1]は 、実験結果を説明できる付着確率の式を提示しました。彼の理論では、分子は化学吸着の前に物理吸着の前駆状態に閉じ込められます。その後、分子は化学的に吸着できる吸着部位に遭遇し、分子は次のように動作します。

これらのサイトが占有されていない場合、分子は次のようになります (括弧内は確率)。

1. 化学的に表面に吸着する（）${\displaystyle P_{a}}$
2. 表面から脱着する（）${\displaystyle P_{b}}$
3. 次の前駆状態（）に移動する${\displaystyle P_{c}}$

これらのサイトが占有されている場合、

1. 表面から脱着する（）${\displaystyle P_{b}'}$
2. 次の前駆状態（）に移動する${\displaystyle P_{c}'}$

占有サイトは化学的に結合した吸着物が存在するサイトとして定義されるので、定義により となることに注意されたい。すると、参考文献の式(6)によれば、付着確率は^{[1]となる。}${\displaystyle P_{a}'=0}$

${\displaystyle S=S_{0}\left(1+{\frac {\theta }{1-\theta }}K\right)^{-1}=S_{0}{\frac {1-\theta }{1+(K-1)\theta }}}$

${\displaystyle K={\frac {P_{b}'}{P_{a}}}+P_{b}}$

のとき、この式はラングミュアの吸着等温線と同じ結果になります。 ${\displaystyle K=1}$

• 固体と液体の構成と基本的性質。第 1 部 固体。Irving Langmuir; J. Am. Chem. Soc. 38, 2221-95 1916 Langmuir, I. (1916). 「固体と液体の構成と基本的性質。第 1 部 固体」。Journal of the American Chemical Society . 38 (11): 2221– 2295. doi :10.1021/ja02268a002.