Многовариантный анализ в химии

Сохранить в закладки
3183
4
Сохранить в закладки

Химик Валерий Фокин о типах химических процессов, исследовании нанокластеров и контролировании реакционной способности металлов

Каких типов бывают химические процессы? Чем важны исследования нанокластеров? Каким образом можно контролировать реакционную способность металлов? Об этом рассказывает профессор Научно-исследовательского института Скриппса Валерий Фокин.

Начиная со старых времен и заканчивая современными учебниками, все химические процессы описываются как гомогенные или гетерогенные. Гомогенные — это те процессы, которые не имеют границы раздела фаз, то есть проходят в одной фазе. Например, только в жидкой, компоненты которой абсолютно смешиваемы и растворимы друг в друге. Гетерогенные — это те процессы, которые имеют границу раздела фаз. Это могут быть две жидкости, жидкость и твердое вещество или же газ и твердая фаза. Такие процессы хорошо известны в промышленности.

Когда происходит процесс диссоциации лигандов, атомы металла, которые больше не имеют своего органического окружения, начинают взаимодействовать друг с другом. Иногда образуются димеры, тримеры, олигомеры и далее небольшие нанокластеры. Поначалу это всего лишь группы из нескольких атомов металла, иногда они имеют на себе какие-то остаточные лиганды. Безусловно, когда они образуют частицы, состоящие из большого количества атомов, они ведут себя как макрообъекты. Но на молекулярном уровне исследования катализа на шкале, когда атомов еще не так много, чтобы они вели себя как макрообъекты, но уже не так мало, чтобы они вели себя как единичные атомы или молекулярные структуры с четко определенной структурой и наименьшей энергией, они вызывают очень большой интерес. Это та самая мезошкала и во времени, и в размерах, так как живут эти структуры очень недолго и имеют большой избыток энергии. Фактически мы «бесплатно» получаем небольшое количество энергии, пока атомы не образовали устойчивую частицу. Если мы можем использовать эту энергию, у нас появляется новый рычаг управления катализаторами, которые работают на мезошкале, то есть ведут себя уже не как изолированные молекулы, но и не как макрообъекты.

Вместо того чтобы использовать очень сложные органические лиганды для контролирования реакционной способности металлов, мы получаем возможность использовать природные силикатные подложки, глины, силикагель, иногда цеолиты, которые будут поддерживать реакционную способность металлических центров, чтобы они не могли агрегироваться и выпадать в осадок, то есть терять свою реакционную способность. Это одна из самых больших проблем гомогенного катализа.

Над материалом работали

Читайте также

Внеси свой вклад в дело просвещения!
visa
master-card
illustration