Катализ / Вопросы - Козловский - 2004 / Вопрсы 1

Основные вопросы:

1. Металлы.

   1. Зонная теория.

   2. Взаимное расположение по энергии s-, d- и р-зон в зонной схеме переходных металлов металлов.

   3. Уровень Ферми. Дырки в d-зоне. Изменения уровня Ферми и количества d-дырок в рядах переходных металлов.

   4. Изменение электронного строения металлов при хемосорбции электроноакцепторных и электронодонорных молекул (иллюстрация с помощью зонной схемы). Связь хемосорбционной активности переходных металлов с их электронным строением (и положением в таблице Менделеева).

   5. Объяснение вулканоподобных зависимостей каталитической активности от степени заполненности d-зоны.

   6. Влияние сплавления активного металла с неактивным на каталитические свойства (объяснение с точки зрения электронного и стерического факторов).

   7. Теория металлической связи Полинга. Процент d-характера металлической связи.

   8. Механизмы реакций, катализируемых переходными металлами: гидрирование кратных связей; Изомеризация олефинов; Гидродехлорирование.

2. Полупроводники.

   1. Строение кристаллической решетки и зонная схема электронного состояния полупроводников. Валентная зона, зона проводимости, запрещенная зона.

   2. Нестехиометрические полупроводники n-типа на примере Zn_(1+х)O. Строение решетки. Зонная схема. Природа проводимости. Локальные донорные уровни и причины их появления. Положение уровня Ферми. Для оксидов каких металлов характерна n-проводимость.

   3. Нестехиометрические полупроводники р-типа на примере Ni_(1-х)O. Строение решетки. Зонная схема. Природа проводимости. Локальные акцепторные уровни, катионные вакансии и причины их появления. Положение уровня Ферми. Для оксидов каких металлов характерна р-проводимость.

   4. Примесная проводимость в полупроводниках обоих типов. Влияние примесей на проводимость (с иллюстрацией строения решетки и зонной схемы).

   5. Сравнение механизмов адсорбции донорных (Н₂, СО) и акцепторных (O₂, N₂O) на полупроводниках обоих типов. Влияние на проводимость. Глубина адсорбции. Влияние примесей на хемосорбционную активность полупроводников.

   6. Реакции окисления. Концентрация адсорбированного кислорода на оксидах обоих типов. Активность и селективность оксидов в реакциях окисления. Схема механизма Марса-Ван-Кривелена. Оксиды каких металлов являются наиболее селективными в реакциях окисления.

   7. Влияние типа полупроводникового оксида и примесей к нему на механизм и активность катализа на примерах реакций: разложения N₂O; окисления СО; превращения этанола.