Активация молекул в катализе - Промотирование катализаторов

Активация молекул происходит в результате взаимодействия молекул с катализатором: с поверхностью - в гетерогенном, с молекулами, ионами, комплексами - в гомогенном катализе.

Каким же должно быть это взаимодействие? Если оно будет сильным, то образуется химическая связь, и реагент уже не сможет ни с чем реагировать. Если взаимодействие будет слабое, то произойдет лишь физическая адсорбция, и молекула реагента не будет подготовлена к реакции. Если взаимодействие среднее, то молекула реагента хемосорбируется, т. е. в ней уже будут активированы определенные связи, и она сможет вступить во взаимодействие с другими молекулами или превратиться сама.

Таким образом, взаимодействие молекул реагента с катализатором должно быть средним, чтобы обеспечить активацию реагирующей связи. Действительно, существует корреляция каталитической активности со стабильностью соответствующих химических соединений. Так, зависимость скорости разложения муравьиной кислоты на различных металлах от теплоты образования соответствующих формиатов (ДН0) описывается кривой с экстремумом (рис. 5):

зависимость скорости разложения муравьиной кислоты на различных металлах от теплоты образования соответствующих формиатов. (вулканообразная кривая баландина)

Рис. Зависимость скорости разложения муравьиной кислоты на различных металлах от теплоты образования соответствующих формиатов. (Вулканообразная кривая Баландина)

Экстремальные зависимости скорости реакции от природы переходного металла наблюдаются и в случае гидрирования этилена (рис. 6.).

каталитическая активность переходных металлов в гидрировании этилена. (кривая бика)

Рис. 6. Каталитическая активность переходных металлов в гидрировании этилена. (Кривая Бика)

Активация молекулы этилена на переходном металле позволяет уменьшить прочность связи С=С. Аналогичная активация двойной связи в этилене происходит и при образовании р-комплекса с платиной в соли Цейзе K[Pt(C2H4)Cl3]Н2О - органическом соединении платины. Эта соль была открыта датским аптекарем В. Цейзе в 1827 г. В анионе этой соли атом платины имеет плоско-квадратное окружение, в котором р-координированная молекула этилена занимает одно координационное место:

Сравнение длин связей С-С в этане (1,540 ?), этилене (1,357 ?) и этилене, координированном на платине в соли Цейзе (1,375 ?), свидетельствует, что координация вызывает растяжение связи в этилене, следовательно, активирует ее.

Похожие статьи




Активация молекул в катализе - Промотирование катализаторов

Предыдущая | Следующая