Учет непрямых корреляций взаимодействующих частиц на моно- и бимолекулярные скорости адсорбции и десорбции при хемосорбции

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследовано влияние непрямых корреляций между ближайшими взаимодействующими хемосорбированными частицами на скорости элементарных моно- и бимолекулярных стадий адсорбции и десорбции. Расчет проведен в рамках теории абсолютных скоростей реакций, в которой учитывается различие между взаимодействиями частиц в основных состояниях и активированного комплекса стадии в переходном состоянии. Локальные распределения частиц выполнены в рамках кластерного вариационного метода (КВМ), который позволяет выйти за переделы квазимического приближения (КХП), отражающего эффекты только прямых корреляций или изолированной пары (2×1) в терминологии КВМ. Тип кластерного приближения определяется размером базисного кластера в КВМ. В качестве иллюстрации приведены расчеты скоростей адсорбции и десорбции с учетом и без учета диссоциации молекул на однородной плоской грани (100) для изотермических концентрационных зависимостей скоростей и для термодесорбционных кривых. Проведено сравнение обсуждаемых скоростей, рассчитанных для ряда простейших базисных кластеров (2×2, k1s, 3×3, 3×4) и в КХП. Расчеты проведены вблизи критической температуры в соответствующем кластером приближении без учета возникновения упорядоченных структур хемосорбированных частиц. Во всех вариантах учета непрямых корреляций увеличение размера базисного кластера увеличивает отличия между данным кластерным приближением и КХП. Эти отличия носят количественный характер, оставляя качественно неизменным тип концентрационных и термодесорбционных кривых скоростей адсорбции и десорбции.

About the authors

E. В. Вотяков

CYENS Centre of Excellence

Author for correspondence.
Email: karaul@gmail.com
Cyprus, Nicosia

Ю. К. Товбин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: karaul@gmail.com
Russian Federation, Москва

References

  1. Рогинский С.З. Адсорбция и катализ на неоднородных поверхностях. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1948. 643 с.
  2. Трепнелл Б. Хемосорбция / Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1958. 326 с.
  3. Робертс М., Макки Ч. Химия поверхности раздела металл–газ / Пер. с англ. Под ред. В.М. Грязнова. М.: Мир, 1981. 539 с.
  4. Golze М., Grunze М., Unertl W. // Progr. Surface Sci. 1986. V. 22. P. 101.
  5. Розовский А.Я. Гетерогенные химические реакции: Кинетика и макрокинетика. М.: Наука, 1980. 323 с.
  6. Дельмон Б. Кинетика гетерогенных реакций / Пер. с фр. Под ред. В.В. Болдырева. М.: Мир, 1972. 554 с.
  7. Барре П. Кинетика гетерогенных процессов / Пер. с фр. Под. ред. В.В. Болдырева. М.: Мир, 1976. 399 с.
  8. Somorjai G.A. Chemistry in two dimensions surfaces. Ithaca etc.: Cornell Univ. press, 1981. 575 p.
  9. Большое Л.Л., Напартович А.П., Наумовец А.Г., Федорус А.Г. // Успехи физ. наук. 1977. Т. 122. С. 125.
  10. Теория хемосорбции / Под ред. Дж. Смита. Пер. с англ. (Под ред. А.М. Бродского). М.: Мир, 1983. 333 с.
  11. Дункен X., Лыгин В. Квантовая химия адсорбции на поверхности твердых тел / Пер. с нем. В.И. Лыгина. М.: Мир, 1980. 288 с.
  12. Жидомиров Г.М., Михейкин И.Д. Кластерное приближение в квантовохимических исследованиях хемосорбции и поверхностных структур. М.: ВИНИТИ, 1984 (Итоги науки и техники. Строение молекул и химическая связь: Т. 9).
  13. Wang J.-S. // Proc. Roy. Soc. London A. 1937. Vol. 161. P. 127.
  14. Кобозев И.Я., Гельдфельд Ю.М. // Журн. физ. химии. 1937. Т. 10. С. 261.
  15. Темкин М.И. // Там же. 1941. Т. 15. С.
  16. Киперман С.Л. Основы химической кинетики в гетерогенном катализе. М.: Химия, 1979. 349 с.
  17. Tovbin Yu.K. // Progress in Surface Sci. 1990. V. 34. № 1–4. P. 1.
  18. Товбин Ю.К. Тeория физико-химичeских процeссов на границe газ – твeрдоe тeло. М.: Наука, 1990. 288 с. [Tovbin Yu.K. Theory of physical chemistry processes at a gas – solid surface processes. Boca Raton, Fl.: CRC Press, 1991.]
  19. Товбин Ю.К. // Кинетика и катализ. 1979. Т. 20. № 5. С. 1226.
  20. Еленин Г.Г., Синило А.В., Товбин Ю.К. // Там же. 1986. Т. 27. С. 960.
  21. Товбин Ю.К. // Там же. 1997. Т. 38. № 3. С. 451.
  22. Tovbin Yu.K. // Dynamics of Gas Adsorption on Нeterogeneous Solid Surfaces / Ed. by W. Rudzinski, W.A. Steele, G. Zgrablich. Elsevier: Amsterdam, 1996. P. 240.
  23. Tovbin Yu.K. // Physico-Chemical Phenomena in Thin Films and at Solid Surfaces / Ed. by L.I. Trakhtenberg, S.H. Lin, J. Olusegun. Ilegbusi, Elsevier, Amsterdam, 2007. P. 349.
  24. Глесстон С, Лейдлер К., Эйринг Г. Теория абсолютных скоростей реакций / Пер. с англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1948. 584 с. [S. Glasstone, K. Laidler, H. Eyring, The Theory of Rate Processes, Princeton Univ., New York, 1941.]
  25. Темкин М. И. // Журн. физ. химии. 1938. Т. 11. С. 169.
  26. Kikuchi R. // Phys. Rev. 1951. V. 81. P. 988.
  27. Kikuchi R. // J. Chem. Phys. 1951. V. 19. P. 1230.
  28. Theory and Applications of the Cluster Variation and Path Probability Methods / Ed. J.L. Moran-Lopez and J.M. Sanchez. New York & London: Plenum Press, 1996. 420 р.
  29. Вотяков Е.В., Товбин Ю.К. // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 3. С. 339.
  30. Вотяков Е.В.. Товбин Ю.К. // Там же. 2023. Т. 97. № 11. С. 1594.
  31. Вотяков Е.В.. Товбин Ю.К. // Там же. 2023. Т. 97. № 7. С. 1056. [Rus.: J. of Phys. Chem. A. 2023. V. 97. № 7. Р. 1567.]
  32. Якерсон В.И., Розанов В.В. Итоги науки и техники. Физическая химия. Кинетика. Т. 3. М.: ВИНИТИ, 1974.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences