ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Строение катализатора из "Катализ" Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо разобраться в том, что представляет собой твёрдое тело. [c.23] а) Строение кристалла поваренной соли б) к в) — ионы хяора и натрия внутри кристаллической решётки каждый ион окружён шестью ионами противоположного знака. [c.24] Силы взаимодействия у них распределены неравномерно, у таких ионов имеются остаточные, свободные силы. Например, у иона натрия, находящегося в углу кристалла (рис. 5, а), только три ближних соседа—ноны х.яора. Поэтому у него три связи, три остаточные силы, как бы повисают в воздухе . А у натрия, находящегося на грани кристалла, не занята одна связь. [c.24] Вокруг кристалика создаётся электрическое силовое поле независимо от вида частиц, образующих решётку— будь то атомы, ионы или молекулы. Силы эти очень короткодействующие. Они обнаруживают себя лишь на очень малых расстояниях, соизмеримых с размерами атомов и молекул, т. е. на расстояниях, равных стомиллионным долям сантиметра. [c.24] Величина электрического силовою аоля различна для разных веществ. [c.24] Мы рассмотрели строение так называемой идеальной решётки кристалла. В действительности кристаллические решётки сильно искажены. Поверхность кристалла — это как бы сильно пересечённая местность с оврагами, холмами и долинами. [c.25] Понятно, чго при этом у большого числа атомов, молекул или ионов, образующих решётку, имеются остаточные, свободные силы. Молекулы газообразного или жидкого вещества, приближающиеся к поверхности такого твёрдого тела, легко попадают в сферу действия этих сил. [c.25] На рис. 6 схематически показано строение никелевого катализатора. Атомы никеля, находящиеся на вершинах холмов и гор поверхности кристалла, химически особенно активны. Такие выступы на поверхности катализаторов называют активными центрами. Посторонняя, чужая молекула, соприкоснувшись с катализатором, оседает на нём или, как говорят, адсорбируется, и при этом попадает в поле действия электрических сил частиц твёрдого катализатора, особенно частиц, находящихся в активных центрах. Вследствие этого связи между атомами в адсорбированной молекуле ослаблены или нарушены вовсе молекула легче вступает в химическую реакцию как говорят, она становится активированной. Поэтому, когда другая, посторонняя молекула сталкивается с такой активированной молекулой, они уже легко (т. е. с меньшей энергией активации) вступают в реакцию. [c.25] В верхней части рис. 7 показано разложение этилового спирта на поверхности окиси алюминия. Близко расположенные атом водорода и гидроксильная группа образуют воду, а верхняя часть молекулы спирта образует этилен. [c.26] В последнее время установлена интересная зависимость между структурой решётки и каталитической активностью металлов. Для того чтобы металл мог успешно катализировать реакцию дегидрирования (отнятие водорода от органического соединения), он должен иметь строение решётки двух видов или плоскоцентрированную, или гексагональную. Эти решётки показаны на рис. 7. [c.27] Описанные выше представления о механизме превращения молекул на поверхности катализаторов развил в своей теории академик А. А. Баландин. [c.27] Энергия активации для реакций, протекающих на поверхности твёрдого тела, значительно ниже, чем для реакций, протекающих в газовой или жидкой среде. Энергетический барьер, который необходимо преодолеть молекулам для вступления в реакцию, в этом случае как бы срезается катализатором. Энергия активации уменьшается в четыре-пять раз. Особенно это заметно в ферментативных реакциях. [c.27] Вернуться к основной статье