Selektivität bezeichnet in der Werkstoffwissenschaft und chemischen Verfahrenstechnik das bevorzugte Eintreten eines bestimmten Prozesses gegenüber konkurrierenden Alternativen. Sie ist eine zentrale Kenngröße zur Beschreibung, wie gezielt ein Material, eine Oberfläche oder ein Katalysator mit Atomen, Ionen oder Molekülen wechselwirkt.

In der heterogenen Katalyse wird Selektivität typischerweise als Verhältnis der Rate oder Ausbeute eines gewünschten Produkts zu den Summenraten aller Produkte definiert. So beschreibt etwa die Methanolselektivität die Bevorzugung der Methanolbildung gegenüber Nebenprodukten (z.B. CO₂, Kohlenwasserstoffe) bei CO- oder CO₂-Hydrierung. Hohe Selektivität ist hier ebenso wichtig wie hohe Aktivität, da sie direkt die Energie- und Rohstoffeffizienz bestimmt.

In der Festkörper- und Elektrochemie spielt die Ionenselektivität eine Schlüsselrolle. Ionenselektive Membranen oder Elektrolyte erlauben bevorzugten Transport bestimmter Ionen (z.B. Li⁺ in Lithium-Ionen-Batterien) bei gleichzeitiger Unterdrückung konkurrierender Spezies. Die Selektivität hängt von Gitterstruktur, Defektchemie, Solvatationsphänomenen und Wechselwirkungen an Grenzflächen ab.

Generell resultiert Selektivität aus einer Kombination thermodynamischer (Unterschiede in Adsorptions- und Reaktionsenergien) und kinetischer Faktoren (Unterschiede in Aktivierungsbarrieren, Diffusionskoeffizienten). Struktur–Eigenschafts-Beziehungen – etwa definierte aktive Zentren, Porengeometrien in zeolithischen Materialien oder maßgeschneiderte Ligandenfelder in homogenen Komplexkatalysatoren – werden gezielt genutzt, um Selektivitäten zu steuern.

Für die Charakterisierung von Selektivitäten werden sowohl makroskopische Kenngrößen (Produktverteilungen, Strom-Spannungs-Kurven) als auch molekulare Methoden (in-situ/operando-Spektroskopie, theoretische Simulationen) eingesetzt. Ein präzises Verständnis von Selektivität ist Voraussetzung für das rationales Design effizienter Katalysatoren, Trennmaterialien und elektrochemischer Komponenten.