Сенсоры измерительно-информационных систем. Часть 1. Тутов Е.А - 6 стр.

UptoLike

6
газовой фазой устанавливается практически мгновенно. Чем ниже
температура , тем быстрее устанавливается равновесие. В случае
активированной адсорбции равновесие устанавливается медленно . Адсорбция
протекает с измеримой скоростью и протекает тем быстрее, чем выше
температура . Нагревание ускоряет адсорбцию .
Активизационный барьер возникает в том случае , когда адсорбция
молекулы сопровождается ее разрывом на отдельные атомы или радикалы.
Активизационный барьер может возникнуть и в случае физической
адсорбции, например, при взаимодействии молекулы с уже адсорбированным
слоем.
Прочная” и слабая” связи при хемосорбции. Мы будем трактовать
хемосорбированные частицы как примеси”, внедренные в поверхность
кристалла. При такой трактовке адсорбированная частица и решетка
адсорбента выступают в виде единой квантомеханической системы , причем
автоматически обеспечивается участие хемосорбированной частицы в
электронной системе решетки.
В общем случае одна и та же хемосорбированная частица на одном и том
же адсорбенте может быть одновременно как акцептором , так и донором ,
обладая определенным сродством как к свободному электрону, так (в то же
время) и к свободной дырке. Локализация свободного электрона или дырки на
хемосорбированной частице (или около нее) вызывает изменение характера
связи . При этом электрон или дырка оказываются вовлеченными в эту связь.
Необходимо различать две формы хемосорбции:
1) слабая” хемосорбция, при которой хемосорбированная частица
( рассматриваемая вместе со своим адсорбционным центром ) остается
электрически нейтральной и при которой связь между частицей и решеткой
осуществляется без участия свободных электронов или свободных дырок
кристалла решетки;
2) прочную” хемосорбцию , при которой хемосорбированная частица
удерживает около себя свободный электрон или дырку кристаллической
решетки (и представляет собой электрически заряженной образование) и при
которой свободный электрон или дырка принимает непосредственное участие
в хемосорбированной связи .
Так как при прочной” хемосорбции к участию в связи привлекается
свободный электрон или дырка, то мы можем различать два типа такой
прочной” связи :
а) прочная” n-связь (или акцепторная связь), если в связи участвует
свободный электрон, захваченный адсорбированной частицей;
б) прочная” p-связь (или донорная связь), если в связи участвует
захваченная адсорбированной частицей дырка.
По своей природе акцепторная связь, так же как и донорная связь, может
быть ионной или гомеополярной связью , или, в общем случае , связью
смешанного типа. Это зависит от того, как распределяются электроны или
дырки, захваченные частицей и участвующие в связи , между адсорбированной
частицей и адсорбционным центром . Это зависит, иначе говоря, от характера
                                            6
газовой ф азой устанавл и вае тся прак ти че ск и мгнове нно. Че м ни же
те мпе ратура, те м бы стре е           устанавл и вае тся равнове си е . В        сл учае
ак ти ви рованной адсорбци и равнове си е устанавл и вае тся ме дл е нно. Адсорбци я
проте к ае т с и зме ри мой ск оростью и проте к ае т те м бы стре е , че м вы ш е
те мпе ратура. Н агре вани е уск оряе т адсорбци ю .
    Ак ти ви заци онны й барье р возни к ае т в том сл учае , к огда адсорбци я
мол е к ул ы сопровождае тся е е разры вом на отде л ьны е атомы и л и ради к ал ы .
    Ак ти ви заци онны й барье р може т возни к нуть и в сл учае ф и зи че ск ой
адсорбци и , напри ме р, п ри взаи моде йстви и мол е к ул ы с уже адсорби рованны м
сл ое м.
    “ П рочная” и “ сл абая” связи при хе мосорбци и .             М ы будем трак товать
хе мосорби рованны е части цы к ак “ при ме си ”, вне дре нны е в пове рхность
к ри стал л а. П ри так ой трак товк е адсорби рованная части ца и ре ш е тк а
адсорбе нта вы ступаю т в ви де е ди ной к вантоме хани че ск ой си сте мы , при че м
автомати че ск и обе спе чи вае тся участи е хе мосорби рованной части цы в
эл е к тронной си сте ме ре ш е тк и .
    В общ е м сл учае одна и та же хе мосорби рованная части ца на одном и том
же адсорбе нте може т бы ть одновре ме нно к ак ак це птором, так и донором,
обл адая опре де л е нны м сродством к ак к свободномуэл е к трону, так (в то же
вре мя) и к свободной ды рк е . Л ок ал и заци я свободного эл е к трона и л и ды рк и на
хе мосорби рованной части це (и л и ок ол о не е ) вы зы вае т и зме не ни е харак те ра
связи . П ри этом эл е к трон и л и ды рк а ок азы ваю тся вовл е че нны ми в этусвязь.
    Н е обходи мо разл и чатьдве ф ормы хе мосорбци и :
    1) “ сл абая” хе мосорбци я, при к оторой хе мосорби рованная части ца
(рассматри вае мая вме сте со свои м адсорбци онны м це нтром) остае тся
эл е к три че ск и не йтрал ьной и п ри к оторой связь ме ждучасти це й и ре ш е тк ой
осущ е ствл яе тся бе з участи я свободны х эл е к тронов и л и свободны х ды рок
к ри стал л а ре ш е тк и ;
    2) “ прочную ” хе мосорбци ю , при к оторой хе мосорби рованная части ца
удержи вае т ок ол о се бя свободны й эл е к трон и л и ды рк у к ри стал л и че ск ой
ре ш е тк и (и пре дставл яе т собой эл е к три че ск и заряже нной образовани е ) и п ри
к оторой свободны й эл е к трон и л и ды рк а при ни мае т не п осре дстве нное участи е
в хе мосорби рованной связи .
      Т ак к ак при “ прочной” хе мосорбци и к участи ю в связи при вл е к ае тся
свободны й эл е к трон и л и ды рк а, то мы може м разл и чать два ти па так ой
“ прочной” связи :
    а) “ прочная” n-связь (и л и ак це пторная связь), е сл и в связи участвует
свободны й эл е к трон, захваче нны й адсорби рованной части це й;
    б) “ прочная” p-связь (и л и донорная связь), е сл и в связи участвует
захваче нная адсорби рованной части це й ды рк а.
    П о свое й при роде ак це пторная связь, так же к ак и донорная связь, може т
бы ть и онной и л и гоме опол ярной связью , и л и , в общ е м сл учае , связью
сме ш анного ти па. Э то зави си т от того, к ак распре де л яю тся эл е к троны и л и
ды рк и , захваче нны е части це й и участвую щ и е в связи , ме ждуадсорби рованной
части це й и адсорбци онны м це нтром. Э то зави си т, и наче говоря, от харак те ра