固体表面具有吸附其他物质的能力。由于固体表面力场的不饱和性，因此，当固体与气体接触时，气体分子受到固体表面分子或原子的吸引力，被拉到固体表面富集。根据吸附作用力的本质，固体表面的吸附作用可分为物理吸附和化学吸附两大类。物理吸附无电子转移，化学吸附有电子转移。

物理吸附主要是由物体普遍存在的范德瓦尔斯引力所引起的，有普遍性而无选择性。在固体表面吸附了一层气体分子后，被吸附的气体分子还可以同样的分子间力再吸附第二层、第三层分子，形成多层吸附。物理吸附可以不需要活化能或活化能很小，总是很快就能达到吸附平衡。物理吸附是一个放热（吸附热）过程，其释放的吸附热能量少，数量级与气体的凝聚热相当。因为释放出的能量很小，不足以破坏气体分子中原有的键，所以物理吸附的气体分子基本上是保持原状的，不发生能级的变化，不过分子的结构形态可能因为力场的作用，堆砌排列而发生变形。与吸附相对应的作用是解吸，即被吸附的气体分子被释放出来。吸附时释放的能量小，解吸时所需的能量亦小，所以物理吸附一般是可逆的。在被吸附气体的饱和蒸气压下，多层吸附的气体分子会因凝聚而被液化，空出的吸附点就可能连续进行物理吸附、液化、再吸附⋯⋯成为气体的液化过程。

化学吸附和物理吸附不同。化学吸附先由物理吸附开始，至被吸附的分子与固体表面分子接近到能引起化学作用的程度，在吸附过程中就有可能发生电子的转移或电子对的共享，原子重排或化学键的形成与断裂等其中的一些过程，这就是化学吸附的特点。化学吸附的另一个特点是吸附是有选择性的，而且只能形成单分子吸附层，吸附时释放出来的热能相当于化学反应热，比物理吸附释放的热能要大得多。化学吸附所需的活化能也比较大，所以在常温下的吸附速度比较慢。被化学吸附的分子，一般不会再保持原状，总会发生一些变化，如双原子构成的气体分子被化学吸附之后，则发生离解，变成单原子气体分子，与固体表面形成新的化学键。固体的表面和气体一旦形成气体的单分子化学吸附层，则气体与固体之间就不能再继续发生化学吸附。化学吸附由于被吸附的分子和吸附剂表面形成了比较牢固的化学键，因而不容易发生可逆性的解吸附。不过在化学吸附层上，有时也可能继续发生多分子层的物理吸附。化学吸附速率取决于以下几个因素：气体分子对固体表面的碰撞频率；必须碰撞在表面上空着的活性点上；吸附活化能。现将物理吸附与化学吸附的差别总结在表6-2中。

表6-2 物理吸附和化学吸附的区别

由于吸附发生在固体的表面，所以固体的吸附性能与其表面能密切相关，不难想象，物质被粉碎成微粒后，其总表面积急剧增大，其吸附能力也大大增强。

气体分子吸附到固体表面上时，气体分子由三维空间运动变为在二维空间上运动，混乱度降低，熵变△S＜0。根据Gibbs函数：

△G＝△H－T△S 　（6-40）

G叫作Gibbs自由能。因为H，T，S均为状态函数，所以G为状态函数。吸附作用通常是放热的。吸附热△H＜0，表明等温吸附过程是放热过程。

吸附热的大小可以衡量吸附强弱的程度，吸附热越大，吸附能力越强。化学吸附过程的吸附热比物理吸附过程的大，其数量相当于化学反应热。物理吸附没有选择性，吸附热小，吸附不稳定容易解析，化学吸附则相反。(www.daowen.com)

吸附热可分为积分吸附热Qi、微分吸附热Qd和等量吸附热Qe。

积分吸附热指达到吸附平衡时，被气体吸附质覆盖的那部分吸附剂表面所产生的平均吸附热。它表示在吸附过程中，较长期间内热量变化的平均值。积分吸附热随吸附质浓度的大小而变化，一般用于区分物理吸附和化学吸附的吸附热。在等温和等体积条件下，积分吸附热Qi可表示为

式中，q为吸附气体的物质的量。

微分吸附热是指已经被吸附一定量吸附质的基础上再吸附无限小量的吸附质时放出的热量，它反映了吸附过程中某一瞬间吸附少量气体时的热量变化，即相应于覆盖表面的无限小量增加时的热变化。微分吸附热常随覆盖度θ而变化（所谓覆盖度是指吸附剂上已被吸附分子覆盖的面积与总面积之比），例如，在某一吸附程度下吸附无限小量气体时的热量变化，与在另一吸附程度下吸附无限小量气体时的热量变化不同，它们之间的差别是覆盖度的函数。在等温和等体积条件下，微分吸附热Qd可表示为

由此可见，积分吸附热是不同覆盖度下的微分吸附热的平均值。

根据吸附等量线数据作lnp－1图，可以得到一条直线，由该直线斜率可计算出等量吸附热Qe，即

式中，B为积分常数；R为理想气体常数。微分吸附热与等量吸附热的关系为

Qd＝Qe－RT　（6-44）