Кластеры алюминия

Энергия ионизации кластеров алюминия [c.259]

Кластеры алюминия представляют интерес как модели, в которых присутствует свободный электронный газ в форме, что обеспечивает алюминию хорошую металлическую проводимость. С другой стороны, алюминий интересен для исследования из-за его большой значимости в качестве конструкционного материала или материала для различных химических применений. [c.259]

Взаимодействие кластеров алюминия с молекулами таких реагентов, как водород или кислород, представляет собой важную характеристику свойств кластеров. Здесь может прослеживаться связь формы кластеров с их реакционной способностью. Большинство данных свидетельствует о том, что активационный барьер реакции для кластеров малых размеров больше, чем для массивного материала [15]. [c.265]

Состояние кластеров алюминия характеризуется, как и для кластеров щелочных металлов, энергией ионизации, характеристикой стабильности — энергией диссоциации кластера, поляризацией кластера и его химической активностью, проверяемой по реакциям с другими молекулами. Вопрос о применимости к кластерам алюминия электронной оболочечной модели или модели желе может быть проверен из анализа всех этих характеристик. [c.259]

Как это следует из рис. 7.12, наблюдаются резкие перепады с уменьшением Ei для кластеров п = 1,14, 23, 36 и 67. Согласно электронной оболочечной модели, замкнутые оболочки образуются при 20,40,58,70, 92,138 и 198 электронах. Падения величины Е, следует ожидать при одном или двух электронах сверх заполненной оболочки, т. е. при числе электронов 21, 41-ь42 и т. д. Теперь, если учесть, что в атоме алюминия валентными электронами являются, получается, что наблюдается согласие эксперимента с оболочечной моделью, так как число свободных электронов будет для кластеров алюминия Ъп. Однако для более крупных кластеров [c.259]

Еще одна особенность для кластеров алюминия по сравнению с кластерами щелочных металлов заключается в значительном отклонении расчетной энергии ионизации (работы выхода электрона из металлической сферы) от эксперимента для малых кластеров (рис. 7.12). Объяснение этого эффекта состоит в рассмотрении различия в возникновении зон проводимости для щелочных металлов и для алюминия с ростом размеров кластеров (рис. 7.13). [c.261]

Структура зон кластеров алюминия может быть изучена с помощью фотоэлектронной спектроскопии. В этом случае применяются отрицательно заряженные кластеры. Эти эксперименты позволяют также определить энергию сродства кластеров алюминия к электрону. На рис. 7.14 приведены спектры фотоэлектронов кластеров А1 с га = 3- 32, на которых стрелкой показана энергия сродства к электрону. Для кластеров с заполненной электронной оболочкой следует ожидать ббльших энергий сродства к электрону, а для кластеров с одним или двумя электронами поверх заполненной электронной оболочки — меньших энергий сродства к электрону [c.261]

Диссоциация кластеров алюминия происходит главным образом за счет испарения, а не за счет деления. Происходит мономолекулярная диссоциация с испарением А1 или А1+. В этом случае ожидается увеличение энергии связи на атом для кластера с увеличением его размера. Изучение диссоциации свидетельствует, что кластеры А1 с п = 7 и 13 4-14 более стабильны, чем соседние. На рис. 7.16 приведены энергии диссоциации для кластеров А1 при га = 2 Ч- 17. [c.263]

НЫХ металлов, но соответствуют оболочечной модели при п = 7 и 13 -М4. Действительно, в зависимости от типа потенциала, в котором движется электрон, замкнутые оболочки будут для п = 8,18, 20,34,40,58,68 и 92 для р, Ы, 28,1/, 2р, д, 2(1, 3 электронов в прямоугольной яме (см. гл. 5) или 8, 20,40,70 для гармонического осциллятора. Атом алюминия имеет валентность равную 3, следовательно кластер А1 включает 20 валентных электронов 7x3-1 (с учетом заряда кластера), и, таким образом, получается первое магическое число 7. Аналогично для А1]з-А1 получается замкнутая оболочка из 38-41 валентного электрона. Разумеется, конфигурация кластера алюминия более сложная, чем для щелочных металлов, поскольку имеется взаимодействие 8 и р валентных электронов. В схему электронных оболочек для кластеров алюминия укладываются также окисленные кластеры со связями или 0=А1, которые отнимают от кластера два валентных электрона. Так, для кластера А1,5 0 , который был найден более стабильным, чем другие окисленные кластеры, суммируются 3 X 15-1 (влияние заряда кластера) - 4 (2 электрона на каждый кислород) = 40 валентных электронов, которые и образуют замкнутую электронную оболочку. [c.264]

В качестве примера полезно рассмотреть наиболее распространенные реакции кластеров алюминия с кислородом. Для нейтральных кластеров продукты реакции возникают в виде А1 02, причем отдельные атомы или димеры алюминия реагируют быстро, а далее с увеличением размера кластера происходит вначале уменьшение, а затем увеличение реакционной способности. Для положительно заряженных кластеров А1 с n < 7 AI2O+ основной продукт реакции взаимодействия с кислородом — А1 0+. Для более крупных кластеров наблюдаются реакции [c.265]

Одним из важнейших применений статистических моделей реакций является определение энергий диссоциаций кластера. Когда кластер получает энергию возбуждения, то возникает проблема, достаточна ли она для диссоциации кластера или нет за времена около 10 с, соответствующие времени пролета кластера в масс-спектрометре. На рис. 10.4 представлены времена диссоциации, рассчитанные в модели РРКМ для разных размеров кластеров алюминия [5]. [c.332]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология