31: Тверді речовини та хімія поверхні
- Page ID
- 26928
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
- 31.1: Одинична клітина є фундаментальним будівельним блоком кристала
- Одинична комірка є важливим параметром для вивчення кристалічних твердих тіл, оскільки знання одиничної клітини дозволяє зрозуміти атомну структуру всього кристалічного твердого тіла. У цьому розділі ми обговоримо 14 унікальних одиничних осередків, які є основою для всіх кристалічних структур.
- 31.2: Орієнтація площини решітки описується її індексами Міллера
- Орієнтація поверхні або кристалічної площини може бути визначена, враховуючи, як площина (або взагалі будь-яка паралельна площина) перетинає основні кристалографічні осі твердого тіла. Застосування набору правил призводить до присвоєння індексів Міллера, (hkl); набір чисел, які кількісно оцінюють перехоплення і, таким чином, можуть бути використані для однозначної ідентифікації площини або поверхні.
- 31.3: Відстань між площинами решітки можна визначити за допомогою рентгенівських дифракційних вимірювань
- Структури кристалів і молекул часто ідентифікуються за допомогою рентгенівських дифракційних досліджень, які пояснюються законом Брегга. Закон пояснює взаємозв'язок між вхідним рентгенівським променем і його відбиттям від кристала.
- 31.4: Загальна інтенсивність розсіяння пов'язана з періодичною структурою електронної щільності в кристалі
- Було помічено, що деякі площини hkl не виробляють відбиття, а інші площини hkl виробляють відбиття, менш інтенсивні, ніж відбиття від інших площин решітки. Ці систематичні відсутності та зміни інтенсивності рефлексії будуть розглянуті в цьому розділі.
- 31.5: Структурний фактор та електронна густина пов'язані перетворенням Фур'є
- У попередньому розділі ми розглядали точки решітки як окремі, локалізовані щільності електронів. В реальності електронна щільність одиничної клітини розподілена по набагато більшому простору. Процес перетворення Фур'є пов'язує зібрані дані структурного фактора рентгенівської дифракції до електронної щільності навколо кристалічних атомів у реальному просторі.
- 31.6: Атоми та молекули можуть Physisorb або Chemisorb до поверхні
- Ми можемо вирішити питання про те, що відбувається, коли молекула адсорбується на поверхні на двох рівнях; конкретно ми можемо прагнути визначити природу адсорбованого виду та його місцеву геометрію адсорбції (тобто її хімічну структуру та координацію з суміжними атомами субстрату), загальну структуру розширений інтерфейс адсорбата/підкладки (тобто дальнє упорядкування поверхні).
- 31.7: Ізотерми - це ділянки покриття поверхні як функція тиску газу при постійній температурі
- Ізотерма Ленгмюра була розроблена Ірвінгом Ленгмюром в 1916 році для опису залежності поверхневого покриття адсорбованого газу від тиску газу над поверхнею при фіксованій температурі. Хоча ізотерма Ленгмюра є однією з найпростіших, вона все ще дає корисне уявлення про залежність тиску від ступеня поверхневої адсорбції.
- 31.8: Використання ізотерм Ленгмюра для отримання законів швидкості для поверхнево-каталізованих газофазних реакцій
- Можна передбачити, як кінетика деяких гетерогенно каталізованих реакцій може змінюватися в залежності від парціальних тисків газів-реагентів над поверхнею каталізатора, використовуючи експресію ізотерми Ленгмюра для рівноважних поверхневих покриттів.
- 31.9: Структура поверхні відрізняється від структури об'ємного твердого тіла
- Кінетика і термодинаміка хімічних і фізичних процесів, що відбуваються на поверхні твердого тіла, сильно залежать від структури поверхні. Мало, якщо будь-які поверхні ідеально рівні, і при цьому порожнини, виступи, гребені, і краю поверхні повинні оброблятися по-різному при вивченні хемосорбції і фізісорбції.
- 31.10: Реакція Хабера-Боша може бути поверхневою каталізацією
- Процес Haber-Bosch для синтезу аміаку є одним з найважливіших каталізованих синтезів в хімічній промисловості. Процес використовує низькі енергії активації, необхідні для дисоціативної хемосорбції молекул азоту та водню, які були фізисорбовані на поверхні оксиду металу.