Энергия граней различных индексов

Энергия граней различных индексов [c.35]

Рассмотрение частных результатов, ползгченных разными исследователями, не позволяет, к сожалению, сделать общие выводы о поведении граней различных индексов. Это, по-видимому, связано с невозможностью получения истинных граней макроскопического размера, а также с тем, что различие в энергии граней невелико и часто перекрывается влиянием среды. [c.53]

Во-вторых, это выход на поверхность кристаллов граней разных индексов. С этой точки зрения физически однородна только такая поверхность, которая образована лишь гранями одного индекса кристалла, например, поверхность графитированной термической сажи, образованная лишь из базисной грани кристаллов графита, или поверхность кубического кристалла, образованная из грани (100). Кристаллические адсорбенты, на поверхность которых выходят несколько (часто однако немного, не более двух, трех) физически однородных граней разных индексов, можно рассматривать как смесь разных адсорбентов с физически однородными поверхностями. Если различные грани значительно различаются по заселенности атомами, ионами или молекулами, то межмолекулярные взаимодействия таких граней с адсорбирующимися молекулами сильно различаются по потенциальной энергии. Адсорбция на отдельных гранях таких кристаллов при достаточно низких температурах может происходить в основном по очереди на каждой из граней, соответственно, при разных величинах давления пара адсорбата в газовой фазе. [c.15]

В случае кристаллов имеется небольшое количество различных мест на поверхности. Это грани разных индексов (обычно от двух до шести), ребра между гранями, ступени роста, отдельные дислокации. Различные места на поверхности кристалла ограничены в основном немногими типами и поэтому здесь нет непрерывного распределения энергии адсорбционных сил по местам адсорбции. Вследствие этого число ступеней на изотерме адсорбции в пределах преимущественного заполнения монослоя не должно быть очень большим. При соблюдении надлежащих предосторожностей во время синтеза и последующих обработок таких кристаллов число ступеней на изотерме адсорбции должно находиться в соответствии с числом выходящих на поверхность кристалла граней разных индексов [297, 298]. Если это условие не достигнуто, то число ступеней на изотерме адсорбции должно находиться в соответствии с числом выходящих на поверхность граней и с числом возможных ступеней роста, типичных для данного кристалла и условий его получения. [c.62]

Поскольку плотность упаковки неодинакова для граней разного индекса, то скорость их роста также должна быть различной. Можно, однако, с целью более общего рассмотрения проблемы временно игнорировать это различие, предполагая, что существенным является взаимодействие нового структурного элемента только с элементами кристалла, находящимися с ним в непосредственном контакте. Тогда в начальный момент роста грани присоединение новых структурных элементов, например атомов металла, на плоскости грани (положение I) совершается лишь за счет взаимодействия с одним структурным элементом, входящим в состав кристалла (рис. 53). Пусть эта энергия взаимодействия с одним соседом составит некоторую величину а. Когда на поверхности грани сядет большое число атомов, они могут начать агломерировать и образовывать моноатомные островки различной формы (рис. 54). Присоединение новых атомов к цепочке (положение //) облегчается контактом с двумя соседями, и энергия взаимодействия в этом случае составит величину 2а. [c.350]

Присутствие в кристаллизующемся растворе поверхностно-активных веществ (ПАВ) может оказывать существенное влияние на результат процесса кристаллизации, как процесса гетерогенного. ПАВ, адсорбируясь на поверхности кристаллов, могут изменять скорости образования и роста кристаллов, как вследствие изменения поверхностной энергии на границе раздела фаз, так и вследствие торможения процесса массопередачи к поверхности кристалла, вызванного дополнительным сопротивлением адсорбционного слоя ПАВ. Избирательно адсорбируясь на гранях кристаллов с различными индексами, ПАВ вызывают изменение габитуса кристаллов. [c.51]

Свободная поверхностная энергия на границе кристалл — расплав, отнесенная к одному поверхностному атому по некоторым данным, принимается равной половине скрытой теплоты плавления, также отнесенной к одному атому. Учитывая ретикулярную плотность различных граней, можно построить шкалу относительных свободных энергий граней с малыми индексами и принять, что относительные скорости образования двумерных зародышей на этих гранях обратно пропорциональны размерам таких скоплений атомов, которые позволяют осуществить насыщение половины свободных связей на этих поверхностях. [c.261]

Так как удельная поверхностная энергия для каждого из N видов граней с индексом i поликристаллического катализатора различна и сильно зависит от окружающей среды, то, согласно положению Гиббса -i-Кюри> в условиях осуществления поверхностной миграции атомов будет происходить уменьшение поверхности граней и для которых Oi максимальна, и наоборот. При этом для отдельных граней возможны такие большие значения oi, которые будут способствовать полному исчезновению их вследствие образования граней с минимальным Oi. [c.10]

Как было показано выше, энергия активации процесса связана с работой выхода ф. В литературе почти не имеется данных о связи ф с энергиями активации и скоростями каталитических реакций на серебре. Хейс [302] обнаружил уменьшение энергии активации разложения N50 на сплавах серебра с различными металлами, уменьшающими ф. Сосновский[303] исследовал каталитическую активность Е и разных граней монокристаллов серебра по отношению к реакции разложения муравьиной кислоты. С увеличением индекса граней (уменьшение ф) и реакции возрастают. Для процесса окисления этилена в окись этилена связь ф со скоростью реакции пс обнаружена. [c.208]

При анализе термодинамических факторов следует принимать во внимание поверхностную энергию и ее зависимость от специфической адсорбции на различных гранях (см. 12.7 и 13.7). В связи с этим в качестве равновесных граней кристалла появляются грани с самой низкой поверхностной энергией. Реальные кристаллы конечной величины представляют отклонения от равновесного многогранника. Если в условиях каталитической реакции частота диффузионных перескоков возрастает, то нестабильные грани (например, поверхности, ограничивающие ямки травления, или грани кристалла с высокими индексами) могут исчезнуть. В этом случае возникают грани с наименьшей поверхностной энергией. Так как на поверхностную энергию различных граней кристалла специфическая адсорбция влияет по-разному, становится понятным, почему грани одного кристалла в разных каталитических реакциях ведут себя различным образом. Так, при окислении водорода на катализаторе NiO устойчива грань (100), а при окислении окиси углерода— грань (111). Благодаря специфической адсорбции получается другая последовательность граней равновесного многогранника. При адсорбции примеси наиболее стабильными будут те грани, поверхностная энергия которых понижается наиболее сильно. [c.382]

Учет сил взаимодействия данной частицы с ее соседями разного порядка позволяет определить среднюю энергию ее отрыва в различных положениях на разных гранях с малыми индексами Миллера. [c.253]

Большое влияние на скорость роста кристаллов оказывают примеси. Объяснение этому следует искать в принципе Гиббса — Кюри —Вульфа, согласно которому скорость роста отдельных граней зависит от их поверхностной энергии. По-видимому, в кристалле развиваются грани с наименьшей поверхностной энергией. По данным Шубникова [45] прн 293 К в огранке кристаллов квасцов наибольшую площадь имеют грани (111), затем (100) и наиболее слабо развиты грани (ПО), а при 303 К эта последовательность имеет вид (111)— -(110)— -(100). Включение посторонних примесей в растущий кристалл вызывает понижение поверхностной энергии, причем величина адсорбции примеси и следовательно снижение энергии на гранях с разными индексами будут, очевидно, различными [46, с. 400]. В результате адсорбции примесей меняется не только скорость роста кристаллов, но и их габитус. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен в следующем разделе. [c.51]

П. И. Лукирский объясняет полученный результат поверхностным перемещением ионов Na+ и СГ, которое приближает форму монокристалла к равновесной, т. 6. обладающей минимумом поверхностной энергии. Но так как различие в поверхностной энергии граней различных индексов не слишком велико, то шар не превращается в правильный многогранник — все ребра и вершины несколько округлены. Можно предположить, что они, в свою очередь, состоят из граней микроскопических размеров. Если такой многогранник снова обработать механически, превратив его в шар, то опыт можно повторить с тем же результатом. Увеличение времени нагрева не изменяет формы шара. Вероятно, наиболее искаженные поверхностной обработкой слои содержат частицы, перемещение которых требует меньшей энергии активации. Затем создается некоторая огранка, хотя и несовершенная, но образованная уже заметно менее подвижными частицами. [c.48]

Нельзя, по-видимому, безоговорочно считать, что скорость растворения зависит просто от энергии граней различных индексов. Кривые на рис. 1,26 не имеют линейного хода, который должен был бы наблюдаться, если бы кинетика анодного растворения носила чисто электрохимический характер. На рисунке видны два примерно линейных участка участок, отвечающий ничтожной поляризуемости (в начале), и участок крутого роста тока в середине графика. Можно думать, что опыт велся в необескислороженном растворе это могло дать [c.51]

Поверхность кристаллических непористых адсорбентов может быть представлена несколькими кристаллографическими гранями различных индексов или в общем случае набором обособленных однородных участков общей поверхности. Некоторые считают такие адсорбенты неоднородными. Для каждого однородного (гомотакти-ческого) участка существует своя локальная изотерма адсорбции f(p, Е)т, где р — равновесное давление пара и — энергия адсорбции. Далее допускается, что число участков с постоянными значениями Е бесконечно велико и изменение Е в пределах ,—описывается некоторой, например гауссовской, функцией распределения <р( ). Тогда получается интегральное уравнение изотермы адсорбции на неоднородной поверхности в общем виде [c.41]

Анизотроприя кристаллов. Выше уже отмечалось, что грани кристалла, характеризуюш,иеся различными индексами, имеют неодинаковые физико-химические свойства. Это объясняется различной поверхностной концентрацией частиц, образуюш,их соответствующие грани. Чем выше концентрация частиц, тем большую энергию необходимо затратить для разрушения 1 см поверхности данной кристаллической грани. [c.89]

Г. К. Бореоковым [178] подробно рассмотрено влияние двух структурных факторов — индекса граней и размера кристаллов — на каталитические свойства металлов. Предполагается, что причиной небольших различий в удельной каталитической активности различных граней металлических катализаторов является реконструкция поверхности металла. Отмечается, что различия в каталитических свойствах различных граней сложно применить на практике из-за трудности приготовления стабильных катализаторов с преимущественным развитием определенных граней, обладающих более высокой свободной энергией поверхности, чем у наиболее устойчивых структур. Однако возможна искусственная стабилизация каталитически активных граней путем введения добавок. Отмечается также, что основной причиной изменения удельной каталитической активности нанесенных металлических катализаторов с размером кристаллов меньше 3 нм является, по-виднмому, взаимодействие частиц металла с носителем. [c.253]

Влияние ионной бомбардировки на структуру поверхности исследовано довольно подробно [19—29]. Прежде всего при указанной обработке устраняются такие особенности микрорельефа, как царапины, выступы и углубления, так что в относительно крупном масштабе поверхность становится более гладкой. Однако в атомном масштабе явно имеются шероховатость и другие виды нарушения структуры поверхности. Поверхность ноли-кристаллнческого образца из-за неодинаковой ориентации индивидуальных кристаллов слагается из различных граней. Поскольку скорость удаления металла зависит от индекса грани, с поверхности одних кристаллитов металл распыляется быстрее, чем с других, и между соседними кристаллитами образуются ступеньки. Кроме того, по границам зерен могут появляться углубления (канавки). После бомбардировки грань кристаллита, обращенная в газовую фазу, может стать иной, чем исходная, и этот эффект усиливается при условии наклонного падения ионного пучка. Все это увеличивает шероховатость поверхности. Если шероховатость поверхности необходимо свести к минимуму, предпочтительно ионный пучок направлять по нормали к поверхности. Если бомбардировке подвергаются монокристаллы, рассмотренные источники образования шероховатости отсутствуют, но нарушение структуры поверхности все же наблюдается. Нарушение структуры поверхности, вызываемое пучками с обычно применяемой для очистки энергией, состоит в образовании микрограней (фасеток) и микрокристаллитов, а также появлении на новерхности точечных дефектов и дислокаций. Этот вид нарушения структуры поверхности наблюдается и на каждой грани поликристаллического образца. [c.126]