вважати всі каталітичні реакції єдиної категорією явищ, незважаючи на різноманітність їх видів, або це сума різних явищ.
Деякі вчені вважають, що різні каталітичні реакції підкоряються настільки різним закономірностям, що звести їх в єдину групу практично неможливо, а тому «в каталізі слід з обережністю ставитися до всеосяжним концепціям». Однак переважна більшість хіміків схиляється до думки, що все каталітичні реакції об'єднуються деякою спільністю і тому як єдине ціле можуть бути протиставлені реакціям некаталітичні. Такий спільністю зазвичай вважають «зміна швидкості хімічних реакцій у присутності речовин ... багато разів вступають в проміжне хімічна взаємодія з учасниками реакцій, але відновлюють після кожного циклу проміжних взаємодій свій хімічний склад».
Але у зв'язку з тим, що тепер відомо багато реакцій, швидкість яких в відсутність каталізаторів дорівнює нулю, найбільш надійним і очевидним критерієм спільності всіх каталітичних реакцій, безсумнівно, є той, про який вже говорилося раніше: для всіх без винятку каталітичних реакцій загальним є шлях активації реагенту, тобто спосіб зменшення енергії вихідних зв'язків за допомогою слабких хімічних взаємодій реагенту, - або, точніше, індексного групи реагенту, - з каталізатором. Реакція не може бути каталітичної, якщо вона відбувається при компенсації потенційного бар'єру (Е) тільки шляхом подачі енергії в реакційну систему ззовні.
Звідси з усією визначеністю випливає, що каталітичні реакції, незважаючи на крайнє різноманітність їх видів, представляють єдину категорію явищ. Це випливає також і з історії вчення про каталіз.
Сутність каталізу можна пояснити наступним чином.
. Каталіз являє собою найбільш загальний і поширений спосіб здійснення термодинамічно можливих реакцій. Він полягає в зниженні активаційного бар'єру за допомогою безперервного зменшення електронних зарядів і, отже, енергії вихідних зв'язків при неполновалентном хімічній взаємодії реагентів з каталізаторами.
. У переважній більшості випадків в якості каталізаторів виступають сполуки бертоллідного типу.
бертоліди володіють для цього багатьма якостями: вони мають широкий діапазон значень електронних зарядів і енергії вихідних зв'язків і резерви для неполновалентних зв'язків з партнерами; вони часто являють собою резервуар вільних електронів і дірок, які можуть розглядатися як подобу вільних валентностей, тобто деякі бертоліди - це свого роду полірадікали; вони можуть служити носіями атомних ансамблів або іонних утворень, хімічно слабко пов'язаних з поверхнею або структурною одиницею розчину.
Більше того, бертоліди як каталізатори можуть надавати свою поверхню або атомну сітку (в розчинах) як матриць для реагуючих молекул, забезпечуючи участь геометричного фактора в каталізі, підвищуючи таким чином предекспоненціальний множник в рівнянні Арреніуса.
І нарешті, бертоліди (і тільки вони) здатні бути енергетичною пасткою в процесі каталітичної реакції, забезпечуючи рекуперацію енергії реакції і направляючи її для підживлення окремих елементарних актів каталізу.
Відповідно до цього основним змістом каталізу є взаємодія Дальтоніди (молекули реагенту) і бертоллідной (каталізатори) форм хімічної організації речовини.
3. Наслідком неполновалентного взаємодії молекул реагенту з будь-яким каталізатором є чотири ефекти, що характеризують всю картину каталізу.
. Якщо скористатися мовою мультиплетной теорії, перший ефект полягає в доведенні енергії вихідних зв'язків до таких значень, при яких q? S/2, що виражає відповідність між енергіями (q) тимчасових зв'язків індексного групи з каталізатором в проміжному комплексі і сумою енергій (s) вихідних зв'язків реагентів і знову утворюються зв'язків у продуктах реакції. У силу цього з'являється можливість перерозподілу вихідних зв'язків або генерування вільних радикалів, тобто створюються умови для початку реакції. Цей ефект можна назвати ініціюванням реакції. При одній і тій же сутності його в різних випадках він проявляється по-різному.
. Другий ефект - це хімічна орієнтація реакції, або, інакше кажучи, вибір того чи іншого напрямку реакції, яке залежить від хімічної природи як реагенту, так і каталізатора.
До цих пір в теоріях каталізу вказувалося на цей ефект як на «селективність дії каталізатора». Можна застосовувати і цей термін, він зручний. Але він не дуже точний. По-перше, ця селективність залежить не тільки від каталізатора, але в такій же мірі і від реагенту: напрямок реакції визначається їх взаємодією. По-друге, термін «селективність дії каталізатора» не розкриває конкретних причин різного вибору напрямків реакцій, а їх дві: а) хімічна природа реагентів і каталізатор...
