ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химические связи при адсорбции на металлах из "Катализ новые физические методы исследования 1959" ЭТОГО атома в ион, можно непосредственно сравнить с образованием ионной молекулы МаС из атомов Ка и С1. На рис. 4 показан ход кривой потенциальной энергии с изменением расстояния между атомом Ма и атомом С1. Если при сближении этих атомов друг с другом (энергетический уровень А) можно было бы избежать перехода электрона, то между ними возникло бы лишь слабое вандерваальсовое притяжение (минимум В). [c.43] Передаче электрона от атома Ма к удаленному от него атому С1 соответствует переход от энергетического уровня А к уровню О. Расстояние между этими уровнями равно еУ —Есг, т. е. разности между энергией ионизации атома натрия и сродством атома хлора к электрону. Сильное кулоновское притяжение, возникающее при сближении ионов друг с другом (уровень О), приводит систему к минимуму Е, в котором силы притяжения уравновешиваются силами отталкивания. Энергетическая разность между уровнем А (отдельные атомы) и минимумом Е (ионная молекула) соответствует теплоте образования ионной молекулы из атомов. [c.43] Если на поверхности вольфрама адсорбирован атом цезия, то уровень А будет выше, чем уровень О (рис. 6), и десорбция цезия будет происходить в ионной форме при условии, что отсутствуют искусственно создаваемые электрические поля, которые вызывали бы десорбцию атомов цезия. Потенциальные кривые, изображенные на рис. 6, очень сходны с кривыми, харак-. теризующими процесс, образования ионной молекулы СзР из атомов цезия и фтора (рис. 7)-. [c.44] И адсорбцию, необходимо отметить, что в природе не существует каких-то особых адсорбционных сил [48]. Это утверждение можно в общих чертах считать справедливым, однако автор не учел особугоприроду сил, действующих на проводящих поверхностях, которые рассмотрены в настоящем разделе, а также в разделе V, 7. В создании этих сил важную роль играют электроны проводимости. Поскольку эти электроны принадлежат проводящему телу как одному целому, а не отдельным его атомам, то законно говорить об особых адсорбционных силах. [c.45] При рассмотрении процесса превращения адсорбированных на металле атомов в ионы может возникнуть вопрос, способен ли металл в некоторых случаях вести себя так же, как донор электронов, и благодаря этому способствовать образованию адсорбированных отрицательных ионов. Из опытов Рыжанова и Лукирского [49] по селективной фотоэлектрической эмиссии калия под действием атомарного водорода можно сделать вывод, что атомы водорода, ударяющиеся о поверхность калия, получают каждый по одному электрону из металла и образуют на поверхности адсорбированный слой отрицательно заряженных ионов водорода [46]. Это поверхностное соединение сходно по своим свойствам с гидридом лития и другими гидридами, имеющими ионный характер. [c.45] При хемосорбции во многих случаях образуются нормальные ковалентные связи, обусловленные парой электронов, один из которых поставляется адсорбированным атомом, а второй— металлом. Адсорбированные атомы имеют общие электроны либо с теми атомами металла, на которых они адсорбируются, либо со всем металлом как одним целым. Они образуют на поверхности металла диполи, направление которых имеет большое значение для хемосорбцин и катализа. [c.47] Зтот тип соединения можно с некоторым приближением уподо- бить гидридам щелочных металлов или, вернее, свободным молекулам металлических гидридов. [c.48] Аналогичные ковалентные связи могут возникать между по-гверхностя.ми металлов и многими другими атомами, включая -атомы, образующие части молекул или радикалы. Во многих случаях диполи направлены своими отрицательными концами от поверхности металла. Однако в ряде других случаев, например при адсорбции ацетилена и этилена на никеле, диполи напра-злены от поверхности своими положительными концами [38а]. [c.48] Сказанное выще отнюдь не означает, что молекулы водорода, кислорода или азота не могут хемосорбироваться в молекулярном состоянии без расщепления на атомы. В разделе V, И будет показано, что в некоторых случаях имеет м сто также молекулярная адсорбция. [c.49] Молекулы других веществ также способны хемосорбироваться по диссоциативному механизму. Молекулы аммиака при хемосорбции распадаются в некоторых случаях на атомы водорода и радикалы ННг, которые раздельно адсорбируются на поверхности металла. Иногда диссоциация проходит даже дальше. При этом типе поверхностных реакций метан и другие углеводороды могут расщепляться на атомы водорода и углеводородные радикалы, которые связываются с поверхностью хемосорбционными силами. [c.49] Как уже было сказано выше, диполь, образованный хемосорбированной молекулой этилена, направлен своим положительным концом от поверхности металла. [c.49] Первый из этих ионов связан с поверхностью координационной связью, а также силой изображения заряда иона, которая, однако, является довольно слабой вследствие сравнительно большого удаления избыточных отрицательных зарядов от металла. В случае сульфат-иона связь обусловлена только оилой изображения. Кроме того, в обоих случаях действуют силы Ван-дер-Ваальса, которые здесь также слабы. [c.50] Для 01бъяснения резкого усиления нормального фотоэлектрического эффекта металла под влиянием адсорбции молекул воды, а также молекул аммиака Зурман [53] принимает, что при хемосорбции этих молекул возникают аналогичные координационные связи. При этом образуются диполи, направленные своими положительными концами от поверхности, вследствие чего уменьшается работа выхода электрона и, следовательно. [c.50] Вернуться к основной статье