Cтраница 2
Квантовохимические расчеты кластерных моделей адсорбционных комплексов позволяют проанализировать перестройку электронной структуры молекулы при взаимодействии с активным центром катализатора и характер возникающей хемосорбционной связи. Поскольку снижение энергии активации в каталитическом акте связано с ослаблением перестраивающихся внутримолекулярных связей, стабилизацией активированного комплекса или промежуточных соединений, оценивая соответствующие энергетические параметры или индексы реакционной способности, коррелирующие с ними, можно сделать вывод об относительной эффективности катализаторов. [16]
Стали широко применяться кластерные модели, т.к. они дают хорошее приближение к решению уравнения Шредингера, а также благодаря развитию быстродействующих ЭВМ. Большим преимуществом кластерной модели, по сравнению с моделью взаимодействующей молекулы, является возможность получить детальную картину формы орбиталей поверхностных атомов и их изменения. Согласно [74], недостатком этого метода является то, что неясно, с какой точностью в действительности кластерный анализ описывает твердое тело. В случае кластера отношение поверхности к объему велико, а это приводит к сдвигу энергетических уровней. В [54] кластеры отождествляются с переходом от молекулы к твердому телу. Предполагается, что скопления от 2 до 100 атомов, кроме очевидных свойств высокой дисперсности, обладают также особыми объемными и поверхностными свойствами. [17]
Определенный интерес представляет кластерная модель Фрэнка и Вина, представления о которой развили впоследствии Немети и Шерага. В соответствии с ней Существование определенной квазикристаллической структуры отрицается, и лишь предусматриваются произвольные образования из соединенных водородными связями конгломератов воды - мерцающих кластеров - плавающих в более или менее свободной воде. [18]
Вместе с тем кластерная модель жидкости трудно поддается количественному анализу ввиду неопределенностей размеров, строения, формы атомных группировок и характера стыков между ними. С другой стороны, эта модель учитывает сохранение ближнего порядка при отсутствии дальнего порядка, что является наиболее характерной структурной-особенностью жидкости. Эта модель использовалась Моттом и Герни [642], а также Темперли [643] для упрощенного вычисления свободной энергии жидкости и ее связи с температурой плавления. [19]
Отмеченные выше недостатки кластерной модели обусловлены различием симметрии совершенного кристалла ( или кристалла с совершенной поверхностью) и кристалла с изолированным дефектом: первый обладает трансляционной симметрией, а второй - нет. Кластер имеет симметрию кристалла с дефектом и удобен лишь для расчета локализованных состояний. Для расчета зонных состояний необходимо учитывать периодическую структуру кристалла, что в рамках кластерной модели в том виде, как она была описана выше, представляется затруднительным. [20]
![]() |
Кластерная модель воды по Люку. при температуре - О С. [21] |
В одной из модификаций кластерной модели Ванд и Се-ниор [68] предполагают, что объем между кластерами заполнен не мономерными, а димерными и полимерными молекулами, которые имеют прямые или разветвленные цепи ( однако не образуют ни колец, ни пространственных каркасов) и находятся в равновесии между собой. [22]
В случае структурирования весьма продуктивно представление о кластерной модели. [23]
Очевидно, заслуживают внимания также различные модификации кластерных моделей [12, 22], хотя имеются веские соображения [25], что модель микрогетерогенного строения расплава, предполагающая существование устойчивых кластеров ( десятки атомов), противоречит его термодинамическим свойствам. [24]
![]() |
Молекулярные кластеры с оборванными ( п8, 26 56. [25] |
Второй способ подавления краевых эффектов в рамках кластерной модели - исключение из рассмотрения тех валентных электронов краевых атомов, которые участвуют в связях с ближайшими их соседями, не включенными в кластер. Впервые такой подход был применен для кристалла ZnS. [26]
Вычисленная ширина валентной зоны ( в рамках кластерной модели она определяется разностью энергии верхнего и нижнего занятых уровней), как видно из табл. 4.8, зависит главным образом от числа атомов в кластере, а не от формы или симметрии его. При этом важна компактность кластера: для кластеров 3 и 5 с одинаковой компактностью, но разной симметрией ширина валентной зоны получается практически одинаковой. [27]
![]() |
Молекулярные модели кристалла MgO. [28] |
Выясним теперь, удается ли в рамках кластерной модели правильно передать изменения в электронной структуре, обусловленные изменением природы атомов кристалла, как это удавалось в модели КРЭЯ. Соответствующие результаты приведены в табл. 4.10, здесь же проведено сравнение с данными зонных расчетов, выполненных по методу присоединенных плоских волн, приводящему, как уже отмечалось, к несколько заниженным значениям для ширины валентной зоны. [29]
![]() |
Модель строения аморфного полимера по Пею ( Д - упорядоченный домен. МД междоменная область. [30] |