Erst Abstoßung, dann Anziehung
Übergang von schwacher zu starker Bindung erstmals direkt gemessen.
Alle Dinge bestehen aus Atomen, die ständig in Bewegung sind. Sie ziehen sich an, wenn sie etwas entfernt sind voneinander, stoßen sich jedoch ab, wenn man sie aufeinander drückt. Für die Natur der Atombindungen hat der Physiker Lenard-Jones bereits 1932 eine wichtige Komplikation festgestellt: Es können auch zwei Bindungstypen mit verschiedenen Gleichgewichtsabständen existieren, eine schwache Bindung, genannt Physisorption und eine starke chemische Bindung, genannt Chemisorption.
Die Erste ist zum Beispiel für die Anhaftung von Staub auf Oberflächen oder von Geckos auf Wänden verantwortlich. Die Zweite ist zehn bis hundert Mal stärker als die Physisorption. Das Wechselspiel dieser Adsorptionsarten ist wichtig für den Ablauf chemischer Reaktionen auf Oberflächen, zum Beispiel bei der Abgasreinigung im Autokatalysator oder bei der katalytischen Gewinnung chemischer Grundstoffe. Die Existenz dieser beiden Adsorptionsarten wird durch eine Energiekurve mit zwei Minima dargestellt. Derartige Graphiken werden seit Jahrzehnten in den Lehrbüchern der physikalischen Chemie und Oberflächenphysik abgedruckt, obwohl sie bisher nur theoretisch postuliert waren.
Einer Gruppe von Experimentalphysikern der Uni Regensburg ist es jetzt erstmals gelungen, den Übergang von der Physisorption in die Chemisorption direkt zu messen, indem sie ein Kohlenstoffmonoxid-
U. Regensburg / RK
Weitere Infos
- Originalveröffentlichung
F. Huber et al.: Chemical Bond Formation Showing a Transition from Physisorption to Chemisorption, Science 365, eaay3444 (2019); DOI: 10.1126/science.aay3444 - Quanten-Nanowissenschaft (F. J. Gießibl), Institut für experimentelle und angewandte Physik, FB Physik, Universität Regensburg
