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含有钌并具有催化功能的物质称为钌催化剂。钌是一种浅灰色多价稀有金属元素,属于铂族金属。钌的性质很稳定,抗腐蚀性很强。地壳中的钌含量很少,但钌确实是铂族金属中最便宜的。
s轨道形成s带,d轨道组成d带,s带和d带之间有交迭。这种情况对于过渡金属如此,也十分重要。 s能级为单重态,只能容纳2个电子;d能级为5重简并态,可以容纳10个电子。如铜的电子组态为[Cu](3d10)(4s1),故金属铜中d带电子是充满的,为满带;而s带只占用一半。镍原子的电子组态为[Ni] (3d5)(4s2),故金属镍的d带中某些能级未被充满,称为“d带空穴”。“d带空穴”的概念对于理解过渡金属的化学吸附和催化作用是的,因为一个能带电子全充满时,它就难于成键了。
催化活性:催化剂参与了化学反应,降低了化学反应的活化能,大大加快了化学反应的速率,这说明催化剂具有催化活性。催化反应的速率是催化剂活性大小的衡量尺度,活性是评价催化剂好坏的主要的。选择性:一种催化剂只对某一类反应具有明显的加速作用,对其他反应则加速作用甚小,甚至没有加速作用,这一性能就是催化剂选择性。催化剂的选择性决定了催化作用的定向性,可通过选择不同的催化剂来控制或改变化学反应的方向。
几乎的金属催化剂都是过渡金属,这与金属的结构、表面化学键有关。金属适合于作哪种类型的催化剂,要看其对反应物的相容性。发生催化反应时,催化剂与反应物要相互作用。除表面外,不深入到体内,此即相容性。如过渡金属是很好的加氢、脱氢催化剂,因为H2很容易在其表面吸附,反应不进行到表层以下。但只有“贵金属”(Pd、Pt,也有Ag)可作氧化反应催化剂,因为它们在相应温度下能抗拒氧化。故对金属催化剂的深入认识,要了解其吸附性能和化学键特性。
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