Работа выхода электрона адсорбции

Метод [54, с. 38—41] позволяет оценить адсорбируемость топлива на поверхности металла и, как следствие, его противоизносные свойства при граничном трении. Основан метод на измерении работы выхода электрона (РВЭ), т. е. энергии удаления электрона из силового поля кристаллической решетки металла. Поскольку адсорбция (физическая и химическая) изменяет величину РВЭ, измерение разности РВЭ позволяет оценить величину и скорость адсорбции топлива. Для этого измеряют РВЭ металла до его контакта с топливом и затем после выдерживания в топливе по разности судят о величине адсорбции на данном металле исследуемого топлива. [c.123]

Для объяснения 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]

В первом разделе книги излагаются методы изучения и современные представления о строении границ раздела металлических или полупроводниковых электродов с ионными системами (растворами, расплавами), а также границы раствор — воздух. Значительное внимание уделено термодинамике поверхностных явлений на электродах, адсорбирующих водород и кислород, и современной теории адсорбции органических соединений на электродах. Во втором разделе подробно анализируются закономерности стадии подвода реагирующих частиц к поверхности электрода, методы изучения этой стадии и приводятся примеры использования явлений массопереноса при конструировании хемотронных устройств и новых источников тока. Третий раздел посвящен изложению закономерностей стадии переноса заряженных частиц через границу электрод — раствор и физических основ элементарного акта электрохимических реакций. При этом рассматриваются такие важные в теоретическом отношении вопросы, как роль работы выхода электрона и энергии сольватации ионов в электродной кинетике. Теории двойного слоя, массопереноса и элементарного акта, по образному выражению А. Н. Фрумкина, — те три кита , на которых базируется мощное и стройное здание кинетики электродных процессов. [c.3]

Итак, если реагирующие вещества и продукты реакции не адсорбируются специфически на электроде, то влияние природы металла проявляется только через изменение строения двойного электрического слоя. Влияние природы металла на скорость стадии разряда — ионизации обусловлено как изменением строения двойного слоя, так и различием в энергиях адсорбции реагирующих веществ и продуктов реакции на разных металлах. Что же касается работы выхода электрона, то она не входит непосредственно в уравнения электрохимической кинетики. [c.275]

М. И. Темкиным была разработана модель наведенной неоднородности, обусловленной наличием на поверхности электрода электронного газа. М. Будар предложил объяснять наведенную неоднородность изменением работы выхода электрона из металла в результате адсорбции дипольных частиц и вследствие этого изменением энергии адсорбции с ростом заполнения. И а случае первой, и в случае второй модели можно ожидать приближенно линейного уменьшения энергии адсорбции с ростом заполнения, что приводит к изотермам, близким в области средних заполнений к логарифмической. [c.96]

Нужно оговориться, что скачок потенциала на границе металл — вода в нулевом растворе, т. е. в отсутствие ионного двойного слоя, благодаря адсорбции растворенных молекул и ориентации молекул воды не будет точно равен разности потенциалов на границе металл — вакуум. Это влияние аналогично влиянию адсорбционных слоев на работу выхода электронов в вакууме, широко используемому в электронной технике. [c.384]

При работе полупроводникового прибора даже в атмосфере весьма сухого воздуха возможны обратимые изменения его параметров. Эти изменения связаны с происходящими в окисной пленке процессами адсорбции—десорбции молекул кислорода. Указанные процессы имеют место при изменениях либо температуры, либо работы выхода электронов из кристалла полупроводника. Концентрация адсорбированных в окисной пленке молекул кислорода Со, определяется обычным выражением [c.217]

Работа выхода электронов из полупроводника ф определяется концентрациями носителей заряда [см. формулу (29)) и может быть изменена либо за счет освещения кристалла, либо инжек-цией через р — п п — р) переход. Отсюда следует, что концентрация адсорбированных в окисной пленке молекул кислорода зависит от электрических режимов (например, от плотности протекающего через р — п переход тока), в которых работает полупроводниковый прибор. Время установления равновесия между поверхностью кристалла и окружающей атмосферой составляет при комнатной температуре от двух часов до двух суток. Поэтому после резкого изменения электрического режима, например, после включения полупроводникового прибора, происходит сравнительно медленное (2—48 час.) изменение его параметров, связанное с процессами адсорбции или десорбции кислорода. Такое явление получило название тренировки и типично для некоторых кремниевых приборов. Из сказанного выше ясно, что изменение параметров прибора, происходящее при тренировке, носит временный характер и при возвращении к исходному режиму постепенно исчезает. [c.218]

В гл. I, 24 мы познакомились с сорбцией и, в частности, с адсорбцией, с их ролью в гетерогенном катализе. Поверхностные явления, в частности адсорбция, играют большую роль в самых различных областях техники. Для нас важно знать, что адсорбция изменяет не только поверхностные, но и объемные свойства полупроводниковых материалов, влияет на работу выхода электронов с поверхности твердых тел. С адсорбцией и десорбцией приходится сталкиваться в процессах химического и электрохимического травления и полирования полупроводников и металлов, при очистке поверхности твердых тел от загрязнений и т. д. Адсорбция и связанные с ней изменения поверхностного натяжения и разности потенциалов на границе раздела фаз играют громадную роль в коллоидной химии и электрохимии. Адсорбция используется для очистки газов и жидкостей, для удаления остатка газов из вакуумных приборов, для поглощения ОВ (в противогазах), для извлечения ценных веществ из растворов и газов и из отходов различных производств с целью рекуперации, для разделения и анализа смесей (хроматография) и т. д. [c.168]

Среди многих свойств, определяющих адсорбционные явления, особое место занимает величина дипольного момента ц, который возникает при адсорбции. Величина дипольного момента указывает на тип связи (большие значения л —ионные связи, малые значения М- — ковалентные), кроме того, работа выхода электрона из металла, необходимая для удаления электрона в вакуум с наиболее высокого занятого уровня в твердом теле, изменяется вследствие возникновения при адсорбции поверхностных диполей. Это явление связано с из- [c.369]

Одним из ранних и широко распространенных методов исследования процессов адсорбции и окисления является измерение работы выхода электрона [28, 38]. Адсорбированные на поверхности металла атомы могут очень сильно изменять работу выхода. Адсорбция ионоа или диполей приводит к образованию дополнительного двойного электрического слоя. Из классических законов электростатики следует, что изменение работы выхода должно следующим образом зависеть от степени покрытия поверхности [c.32]

В структуре (2X2) атомы кис- =еТр" к7у ра лорода располагаются непосредственно над атомами металла. В структуре с (2X2) атом кислорода расположен в центре квадрата, образованного четырьмя атомами металла. Возникновение этих структур сопровождается ростом работы выхода электрона. Указанные структуры обнаружены при адсорбции кислорода на кубических гранях никеля, платины, меди и железа. [c.39]

Катализаторы-полупроводники. Согласно электронной теории Г. к., каталитич. активность полупроводников связа на с объемной концентрацией носителей тока (электронов и дырок). Адсорбция частицы на пов-сти полупроводника приводит к образованию дополнит, (примесного) энергетич. уровня в запрещенной зоне. Переход электрона или дырки на этот уровень изменяет их объемную концентрацию и св-ва пов-сти (напр., работу выхода электрона), на к-рой возникают заряженные центры, участвующие в каталитич. превращении. Можно представить, напр., что дегидрирование изопропилового спирта происходит по механизму [c.539]

В последнее время установлена связь между величиной работы выхода электронов (Дф) серебра и наличием разных примесей в катализаторе При адсорбции кислорода на серебре работа выхода электронов увеличивается. Такое же действие наб-людалось при введении добавок серы, фосфора, селена и других металлоидов. С увеличением работы выхода электронов уменьшается активность серебра и увеличивается избирательность процесса окисления. Различие скоростей реакций, вызванное модифицированием катализатора, связано, по-видимому, с изменением поверхностных концентраций компонентов. Так как скорости реакции образования окиси этилена и реакции глубокого окисления этилена до двуокиси углерода по-разному зависят от содержания кислорода, то, по мнению авторов , их уменьшение с увеличением работы выхода электронов происходит различным образом с возрастанием порядка реакции по кислороду (для Wl порядок 0,4—0,7 для — примерно 1,1) скорость образования двуокиси углерода сильнее уменьшается с изменением Дф. Следовательно, увеличение работы выхода электронов приводит к росту селективности окисления этилена. [c.221]

Монослои металлов отличаются по своим физическим свойствам от массивного металла. Так, адсорбция серебра на платине снижает работу выхода электронов с 5,8 до 2,7 эВ. При толщине более трех монослоев работа выхода становится равной чистому металлу. [c.267]

В некоторых работах по изучению адсорбции кислорода на платине имеются указания на характер связи кислорода с поверхностью металла. Кобозев и Анохин [114] исследовали десорбцию кислорода с поверхности платины методом электронных ударов. Анализ результатов привел авторов к выводу, что на поверхности платины существуют три типа адсорбционных центров (плоскость, ребро и угол), на которых адсорбируется кислород как в виде атомов, так и в виде молекул. Изучение термоэлектронной эмиссии и границы фотоэлектрического эффекта платины, покрытой кислородом, показало, что кислород, заряжаясь отрицательно, увеличивает работу выхода электрона металла. [c.35]

При 180—220° 1-й процесс быстрее 2-го процесса, а при 200 — 300° — наоборот. Темкин и Кулькова [75] обнаружили, что пористое серебро покрывается монослоем кислорода очень быстро, затем начинается медленный процесс проникновения кислорода внутрь (процесс глубокой адсорбции). Куммер [118] показал изменение работы выхода электрона серебра при адсорбции кислорода. По достижении значения потенциала, равного 0,2, увеличение давления кислорода приводит к уменьшению работы выхода, что подтверждают данные Брюера [119]. [c.36]

На основании изотопных данных и результатов измерений работы выхода электронов ири адсорбции кислорода можно считать, что иа поверхности полупроводников существуют отрицательно заряженные молекулярные и атомарные ионы кислорода. Соотношение между этими формами зависит от температуры и химических свойств твердого тела. [c.93]

Способность атомов лдсорбата при образовании связи с атомом адсорбента отдавать или принимать электроны (иначе говоря, способность поляризоваться), называемая электроотрицательностью, относится к числу важных факторов, характеризующих адсорбцию. Экспериментально установлена линейная зависимость между электроотрицательностью адсорбата и результирующим изменением работы выхода электрона. Энергия связи физически адсорбированных частиц зависит от их размеров чем больше частица, тем, как правило, выше энергия связи [209]. [c.183]

Рис. 54. Изменение работы выхода электрона (ДКРП) стали марки Ст. 3 в зависимости от продолжительности контакта при адсорбции различных марок товарных топлив.

Итак, теория и эксперимент показывают, что работа выхода электрона из металла в раствор при заданном электродном потенциале Е не зависит от природы металла. Учитывая этот результат, становится физически понятным, почему и в неравновесных условиях при = onst влияние природы металла на скорость стадии разряда — ионизации может проявляться через энергию специфической адсорбции веществ О и R, через строение двойного электрического слоя, но не через работу выхода электрона. Для экспериментальной проверки этих выводов можно воспользоваться или уравнением для тока разряда, вытекающим из (45.21), [c.272]

Большинство исследователей склоняются к мысли, что осаждение атомов металла при потенциалах ниже равновесного следует рассматривать как результат большей свободной энергии адсорбции атомов металла на чужеродной подложке (подложке из другого металла), чем на том же металле [91 184 188 193 194 204 221 241 243 244]. На этой основе были предложены модели ДФО, связывающие избыточную свободную энергию адсорбции, пропорциональную А м = Еы — Er ( м — потенциал выделения М на 71 1, а — равновесный потенциал металла М в данных условиях), с физическими характеристиками металлов М и и их иогюв [91 204 221 251 255], в частности с работами выхода электронов и электроотрицательностями. Так как характер распределения металла по поверхности и работа адсорбции зависят от состава раствора и особенно от присутствия поверхностно-активных веществ, то и в этом случае комбинация ионов тяжелых металлов (в концентрациях, исключающих контактный обмен, но не ДФО) с ПАОВ может оказаться весьма эффективной и экономичной антикоррозионной добавкой. [c.89]

Первые сведения о стадиях хемосорбции кислорода на чистых поверхностях металлов были получены посредством измерения работы выхода электрона. На большинстве металлов начальная стадия адсорбции кислорода (0<О,5) сопровождается увеличением работы выхода, причем изменение ее (Ай ) линейно растет с увеличением степени заполнения поверхности. Величина прироста работы выхода зависит от кристаллографического инде1<са грани кристалла. [c.37]

В поверхностно-ионизационных Г. образуются положит, ионы при адсорбции газов на нагретых пов-стях металлов или их оксидов. Ионизоваться могут компоненты с достаточно низкими потенциалами ионизации, сравнимыми по величине с работой выхода электронов из нагретой пов-сти (эмиттера). Обычно ионизуются не контролируемые компоненты смеси, а продукты их р-ций на каталитически активной пов-сти. В кач-ве эмиттеров применяют, напр., нагреваемые током спирали из Pt, оксидов Мо или W. Нагретый эмиттер одновременно служит одним из электродов ионизац. камеры. Второй ( коллекторный ) электрод выполняют в виде наружного цилиндра. Т-ру нагрева эмиттера изменяют от 350 до 850 °С. С помощью таких Г. определяют фенол, уксусную и муравьиную к-ты, а также (с высокой избирательностью) азотсодержащие орг. соед., в частности анилин, амины, гидразины. Созданы приборы для контроля ряда аминов (диэтиламин, триэгиламнн и др.) в воздухе пром. помещений. Диапазон измеряемых концентраций 10- -10" %. [c.460]

Согласно второй точке зрения, происходит одновременная хемосорбция кислорода и этилена на поверхности катализатора, поэтому кислород и этилен должны конкурировать между собой в борьбе за поверхность катализатора. Это представление согласуется с кинетическими данными об адсорбции этилена и о его тормозящем действии и подтверждается специально поставленными экспериментами Так, например, этилен даже при тех температурах, когда его окисление не происходит, адсорбируется на катализаторе и снижает работу выхода электронов серебра - Уменьшение работы выхода не удается объяснить уменьшением количества хемосорбированного кислорода при его реакции с этиленом. Можно допустить, что электроны смещаются от этилена к серебру или к хемосорбированному на его поверхности кислороду, вследствие чего сам этилен приобретает положительный заряд. Работа выхода электронов серебра снижается тем больше, чем выше парциальное давление этилена в газовой смеси и чем выше температура. Все это указывает на то, что одновременная адсорбция этплена и кислорода на серебре существенно отличается от адсорбции этих же веществ в отдельности. Механизм этого процесса подтверждается также методом конкурирующих реакций . [c.288]

Предпринимались неоднократные Попытки нахождени связи между каталитической активностью и другими свойства ми веществ. Например обнаружена линейная зависимост (рис. 1.4) между логарифмом плотности тока обмена реакци катодного выделения водорода и работой выхода электрона и металла, которая непосредственно связана с зарядом поверз ности, а соответственно и с адсорбцией частиц на поверхност1 Однако энергия адсорбции зависит не от одного какого-т свойства, а от природы катализатора, а также от природы рег гентов, степени заполнения реагентами и продуктами реакци растворителем и другими частицами, температуры и потенциг ла, поэтому пока не создана теория электрокатализа, позволя щая предсказывать оптимальные катализаторы для той ил иной реал ции. Электрокатализаторы подбираются в основно экспериментальным методом с учетом достижений кинетик электрохимических реакций и электрокатализа. [c.30]

Отрицательное значение изменения поверхностного потенциала в процессе адсорбции кислорода на серебре при малых заполнениях поверхности свидетельствует о том, что в процессе хемосорбции осуществляется перенос зарядов с атомов серебра на адсорбированный кислород и поверхность заряжается отрицательно [53]. Этот вывод подтверждается работами по изучению изменения работы выхода электрона при адсорбции кислорода на серебре. Большинство исследователей считает, что адсорбция кислорода на серебре сопровождается диссоциацией его на атомные ионы (атомарная адсорбция) [54, 55]. В то же время в области больших заполнений поверхности имеет место и недиссоциативная (молекулярная) адсорбция [56]. Однако взаимодействие кислорода с серебром не ограничивается одной адсорбцией. В поверхностных слоях серебра, происходит растворение кислорода в металле [52], причем растворенный кислород, в свою очередь, оказывает влияние на дальнейшую адсорбцию кислорода из газовой фазы [57]. [c.35]

Величина ф — работа выхода электрона из полупроводника. Как показал Болькенштейн 171 ], свободный электрон или дырка решетки полупроводника может выполнять функцию центров адсорбции и катализа. [c.20]

Для окислов п.-типа (VaOs, ZnO) концентрация свободных электронов в приповерхностном слое будет уменьшаться вследствие перехода электрона от твердого тела к хемосорбированной молекуле. Для окислов р-типа (NiO, СнгО) концентрация дырок в слоях, расположенных вблизи поверхности, будет возрастать при хемосорбции акцепторных молекул. Направление перехода электрона зависит от положения уровня Ферми в кристалле и энергетического уровня хемосорбированной молекулы. Положение уровня Ферми определяет концентрацию дырочного и электронного газа на поверхности. При хемосорбции, когда электрон или дырка из твердого тела переходит на адсорбированную молекулу, поверхность полупроводника заряжается, и в приповерхностном слое возникает объемный заряд противоположного знака. В результате такого процесса наблюдается искривление энергетических зон вблизи поверхности полупроводника [162 J. Вследствие искривления зон положение уровня Ферми на поверхности кристалла сдвинуто по сравнению с положением его в объеме на величину Ае. Такое изменение положения уровня Ферми сопровождается изменением концентрации свободных электронов и дырок и вызывает изменение электропроводности Аа чем больше As, тем больше Аст. Работа выхода электрона ф — есть расстояние от уровня Ферми до уровня, соответствующего значению потенциала в пространстве над твердым телом. Изменение работы выхода Дф = —Ае (если пренебречь влиянием динольного момента у нейтральной молекулы). Работа выхода электрона изменяется в зависимости от степени заполнения поверхности адсорбированными молекулами. Увеличение работы выхода наблюдается при адсорбции акцепторных, а уменьшение — при адсорбции донорных молекул на поверхности полупроводника. Согласно [c.54]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология