Ион ОН~ воды связывается с катионом (акцептируется непо-деленная пара кислорода), а протон — легко отдается аниону (кислотный центр Бренстеда). Если протон притягивается сильнее к иону кислорода, чем ОН^- к катиону, то вещество будет проявлять основные свойства. При дегибридизации поверхности незанятые орбитали катионов будут акцептироваться поверхностными состояниями (кислые центры Льюиса), а орбитали ионов кислорода будут являться донорными поверхностными состояниями (основные центры Льюиса). Если поверхность гидрокси-лирована, то на ней содержатся два типа кислотных центров. Если до гидратации на поверхности катионы являлись сильной кислотой Льюиса (акцепторы электронных пар), то ион ОН^- будет прочно связан с катионом, а протон воды, связанный с гидроксид-ионом, может легко отдаваться, и кислород превращается в кислотный центр Бренстеда.

Наиболее прочные адгезионные взаимодействия реализуются на центрах микроскопических групп химически активных поверхностных атомов. На однородной поверхности возможны центры: а) атом с оборванной свободной связью — свободная связывающая орбиталь с большим сродством к электрону, занятая связывающая орбиталь с низким потенциалом ионизации (ковалентная активность); б) катион, нескомпенсированный с необходимым числом анионов и проявляющий сродство к электрону (ионная ненасыщенность); подобный центр может образоваться и при воздействии «сильного» электрического иона, возникающего при притяжении к центру полярных молекул, например воды. Плотность центров типа «а» и «б» равна практически плотности поверхностных атомов (10¹⁵ см²). Другим типом являются центры на основе дефектов: в) центры на кристаллографических ступеньках (адсорбируемая частица взаимодействует сразу с группой атомов, в результате чего вероятность фиксации частицы может возрасти в сотни раз); д) центром может служить сочетание примесного атома с основными атомами поверхности. Последнее открывает возможность управлять активностью поверхности путем адсорбции необходимых ионов или же путем ионообменных процессов.

Адсорбция воды на наполнителе является элементарным актом адгезии, обеспечивающим смачивание, формирование физического контакта и начальный этап адгезии через прослойку жидкости.

Считают, что при адсорбции воды на алюмосиликатах имеет место ион-дипольное взаимодействие. Однако данные ЭПР (электронный парамагнитный резонанс) показывают частичное затягивание неспаренных электронов на решетку алюмосиликата или А1₂0₃.

На поверхности оксидов существуют и более активные элек-троно-акцепторные центры, чем гидроксильные группы, способные образовывать водородные связи с молекулами воды, и адсорбция воды связана с образованием донорно-акцепторных связей [70].

Способность к образованию донорно-акцепторных связей возможна на поверхности кварцевого песка или других наполнителей. При донорно-акцепторной связи неподеленная пара электронов кислорода молекулы воды затягивается на свободную d- или р-орбиталь атома решетки с акцепторными свойствами, который приобретает отрицательный эффективный заряд. Образовавшийся диполь может быть существенно больше диполя молекулы воды.