Quantum Chemistry Approaches to Chemisorption and Heterogeneous Catalysis

توسعه مواد با فناوری پیشرفته در صنایع معاصر عمیقاً با درک دقیق خواص سطحی خاص کاتالیزورها مرتبط است که واکنش‌های خاصی را ممکن می‌سازد. اما این درک پیش‌فرض می‌گیرد که مجموعه‌ای از نظریه وجود دارد که قادر به توضیح موقعیت‌هایی است که به آسانی برای روش‌های تجربی قابل دسترسی نیستند و یافته‌های تجربی را با یکدیگر و با سازه‌های نظری مرتبط می‌کند. به این دلایل، پیشرفت‌های نظری در فیزیک سطح و شیمی سطح ترکیبات فلزات واسطه در ارتقای پیشرفت در کاتالیز، دستگاه‌های الکترونیکی، خوردگی و غیره از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده است. اگرچه روش‌های طیف‌سنجی زیادی برای آنالیز جامدات و سطوح در مقیاس مولکولی وجود دارد. در سال‌های اخیر مطرح شده است، با این وجود، سؤالات زیادی در مورد مکان‌های جذب و واسطه‌ها، تأثیر پروموترها، مسمومیت مکان‌های فعال، ماهیت جداسازی ناخالصی‌ها، روند بازسازی سطح، مکانیسم‌های واکنش‌ها و غیره باقی مانده است. بدون پاسخ صرفاً به دلیل پیچیدگی زیاد پدیده های سطحی. از این نظر است که روش مکانیک کوانتومی - همراه با داده های تجربی - ممکن است برخی از خواص میکروسکوپی مواد سطحی جدید را روشن کند.

The development of "high-tech" materials in contemporary industries is deeply related to a detailed understanding of specific surface properties of catalysts which make particular reactions possible. But this understanding presupposes that there exists a body of theory capable of explaining situations not easily accessible to experimental methods and of relating experimental findings among themselves and with theoretical constructs. For these reasons, theoretical developments in surface physics and surface chemistry of transition metal compounds have been of paramount importance in promoting progress in catalysis, electronic devices, corrosion, etc. Although a great variety of spectroscopic methods for analyzing solids and surfaces at molecular scale have been introduced in recent years, nevertheless, many questions about the adsorption sites and intermediates, the effect of promoters, the poisoning of active sites, the nature of segregation of impurities, the process of surface reconstruction, the mechanisms of reactions, etc. have remained unanswered simply because of the great complexity of surface phenomena. It is in this sense that quantum mechanical method- combined with experimental data - may shed some light on the microscopic properties of new surface materials.