흡착과 젖음현상

1. 고체 표면에 대한 기체 분자의 흡착

고체 결정에서는 모든 원자가 규칙적으로 배열되어 있어 내부에 들어 있는 원자의 에너지 상태는 모두 같다. 좌우상하 어느 방향으로도 대칭상태이어서 원자에 미치는 외부의 힘이 모두 상쇄된다. 그러나 표면에 있는 원자는 다음과 같이 위쪽에 원자가 없기 때문에, 아래쪽과 위쪽의 상호 작용 크기가 다르다.
즉 힘의 균형이 이루어지지 않는다. 힘의 불균형은 모서리에 있는 원자에서 더 심해진다. 오른쪽과 왼쪽, 위쪽과 아래쪽에서 힘이 균형을 이루지 못한다. 이로 인해 표면 원자는 내부 원자에 비해 배위수가 적고 그만큼 에너지가 많다. 분자가 움직일 수 있는 액체에서는 모서리에 있는 분자가 안쪽으로 힘을 받으므로 모서리에 노출된 분자수가 적어지도록 움직여서 공 모양을 이룬다. 그러나 고체의 분자나 원자는 움직이지 못하므로, 표면에 노출된 원자는 내부에 있는 원자보다 배위수가 적고 표면에너지가 많으면서도 그 상태를 유지한다.
이처럼 표면원자는 내부 원자에 비해 에너지가 많아 표면원자는 다른 물질과 강하게 상호 작용한다.