Electronic Structure and Reactivity of Metal Surfaces

تصور کنید که یک فیزیکدان جوان به یک آژانس اعطا کننده نزدیک می شود و پیشنهاد می دهد تا با مطالعه رسانایی گرمایی گازهای در تماس با یک رشته داغ، به کاتالیز ناهمگن کمک کند. حالا چگونه از او پذیرایی می شد؟ شصت سال پیش با او چگونه رفتار می شد؟ با این حال، بیش از شصت سال پیش، ایروینگ لانگمویر، از طریق مطالعه خود در مورد انتقال حرارت از یک رشته تنگستن، بسیاری از ایده های اساسی را که امروزه توسط جامعه علمی در کاتالیز ناهمگن خالص و کاربردی استفاده می شود، کشف کرد. لانگمویر از طریق کار خود با سطوح فلزی "تمیز" برای اولین بار، در مدت کمی بیش از ده سال تا اوایل دهه سی، مفاهیم جذب شیمیایی، تک لایه، مکان های جذب، ایزوترم جذب، احتمال چسبندگی را فرموله کرد. مکانیسم های کاتالیزوری از طریق برهمکنش بین گونه های شیمیایی جذب شده، رفتار سطوح غیر یکنواخت و دافعه بین دوقطبی بستر جاذب. منصفانه است که بگوییم بسیاری از این ایده‌ها که اولین انقلاب در شیمی سطح را تشکیل می‌دهند، از آن زمان طی هزاران تحقیق اصلاح شده‌اند. مقالات بیشماری در مورد ایزوترم جذب لانگمویر، سینتیک کاتالیزوری لانگمویر و سینتیک جذب سایت حذف لانگمویر منتشر شده است. اصلاحات قابل توجه بوده است. مفاهیم اولیه در شکل اولیه یا اصلاح شده خود هر روز توسط شیمیدانان کاتالیزوری و مهندسان شیمی در سراسر جهان در پردازش داده های تجربی، طراحی راکتورها یا اختراع فرآیندهای جدید مورد استفاده قرار می گیرند.

Imagine that a young physicist would approach a granting agen­ cy and propose to contribute to heterogeneous catalysis by studying the heat conductivity of gases in contact with a hot filament. How would he be received now? How would he have been treated sixty years ago ? Yet, more than sixty years ago, Irving Langmuir, through his study of heat transfer from a tungsten filament, uncovered most of the fundamental ideas which are used to-day by the scientific com­ munity in pure and applied heterogeneous catalysis. Through his work with what were for the first time "clean" metal surfaces, Langmuir formulated during a period of a little over ten years un­ til the early thirties, the concepts of chemisorption, monolayer, adsorption sites, adsorption isotherm, sticking probability, cata­ lytic mechanisms by way of the interaction between chemisorbed spe­ cies, behavior of non-uniform surfaces and repulsion between adsor­ bed dipoles. It is fair to say that many of these ideas constituting the first revolution in surface chemistry have since been refined through thousands of investigations. Countless papers have been pu­ blished on the subject of the Langmuir adsorption isotherm, the Langmuir catalytic kinetics and the Langmuir site-exclusion adsorp­ tion kinetics. The refinements have been significant. ThE original concepts in their primitive or amended form are used everyday by catalytic chemists and chemical engineers allover the world in their treatment of experimental data, design of reactors or inven­ tion of new processes.