ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Твердые катализаторы из "Катализ вопросы теории и методы исследования" ИЗ окружающей атмосферы, и быстро насытится за счет появления прочно связанного слоя постороннего вещества. По этой причине для каталитических исследований весьма трудно получить идеально чистую поверхность валентного кристалла. Однако поверхность такого типа, повидимому, будет плохим катализатором, так как слой реагирующих молекул и продуктов реакции прочно с ней связан. [c.22] Металлы можно разделить на две основные группы. Металлы первой Труппы можно назвать простыми металлами. В этих металлах (I- и /-оболочки либо полностью заполнены, либо полностью пусты сюда относятся щелочные, щелочноземельные металлы и такие металлы, как медь, серебро и золото. Вторую группу образуют переходные металлы с частично заполненными й- или /-оболочками металлы группы железа и редкие земли относятся к этой группе. Природа сил связи в первой группе металлов выяснена наиболее полно. В этих металлах валентные силы оказываются почти полностью ненаправленными энергия решетки более чувствительна к величине среднего межатомного расстояния (среднего объема, занимаемого атомом), чем к особенностям и деталям структуры. У металлов второй группы, у которых частично заполнены внутренние оболочки, направленность валентных сил выражена заметно больше. Это объясняется тем, что в образовании связей способны принимать участие электроны внутренних оболочек. Следует, однако, отметить, что в данном случае направленность валентности выражена не так резко, как у предельных валентных соединений. [c.22] Чистая поверхность простого металла обладает ненасыщенными поверхностными силами и поэтому способна к взаимодействию с молекулами. Однако, поскольку направленность валентностей выражена слабо, энергия связи почти не зависит от конфигурационных координат атомов внутри молекулы. Следовательно, в идеальном случае активированная конфигурация не сможет взаимодействовать с поверхностью значительно сильнее, чем нормальная, и каталитический эффект поверхности окажется слабым. Сама по себе велР1чина энергии связи между поверхностью и молекулой может быть большой, в частности если металл сильно электроположителен, а молекула либо электроотрицательна, либо обладает дипольной группой, сильно притягиваемой к поверхности. В этом случае молекула окажется притянутой к поверхности. [c.22] Из сказанного выше ясно, что металлы переходных групп можно успешно использовать в качестве катализаторов. У них, во-первых, четко и вместе с тем умеренно выражена направленность валентностей и, во-вторых, они не сильно электроположительны. Такие металлы, как медь и цинк, у которых заполнены -оболочки, могут действовать подобно переходным металлам в случаях, когда электроны их -оболочек принимают участие в образовании связи с активированной молекулой. [c.23] Идеальные соли, прототипом которых являются галогениды металлов, построены из ионов. В большинстве химических реакций ионы можно считать недеформируемыми заряженными сферами. Совершенно построенные устойчивые поверхностные слои кристаллов идеальной соли обладают малой поверхностной энергией. Их каталитическая активность мала, поскольку они сравнительно слабо взаимодействуют как с нормальными, так и с активированными молекулами. Однако в двух определенных случаях поверхности солей производят значительное каталитическое действие. [c.23] Если активность катализатора связана с неоднородностью поверхностного слоя, то ее можно усилить увеличением кривизны поверхности частиц, что способствует образованию несовершенных слоев. Лучший способ получения неоднородной поверхности состоит в уменьшении размеров частиц. Это достигается обычными способами, применяемыми для увеличения размеров поверхности. [c.24] Молекулярные кристаллы представляют собой слабо связанные агрегаты молекул, обладающих большой внутренней устойчивостью. Примером молекулярных кристаллов могут служить кристаллы, образованные весьма устойчивыми органическими молекулами. Каталитическая активность кристаллов этого типа мала, так как молекулы, образующие кристаллы, почти полностью насыщены они неспособны к сильному взаимодействию с адсорбированными молекулами. [c.24] Из изложенного ясно, что, комбинируя различные свойства твердых тел, можно построить огромное количество каталитически активных систем с самыми разнообразными характеристиками. Например, при использовании металлов в качестве катализаторов можно варьировать составы сплавов, изменять структуры кристаллических фаз, размеры зерен, размеры кристаллических агрегатов, в которые включены зерна, и т. д. [c.24] Следует ясно себе представить, что в области катализа нельзя рассчитывать на то, что применение основных законов позволит в скором времени произвести детальный теоретический анализ явлений. Для получения результатов нужна настойчивая работа, в которой эмпирические методы сочетались бы с обоснованными теоретическими взглядами на предмет исследования. [c.24] Вернуться к основной статье