מצע מתכת של דבש דבש משלוש דרך

זרז מתכת תעשייתי

התכונות הכימיות של מתכות מעבר קשורות קשר הדוק לאורביטלים של אטומי מתכת מעבר. לשבר של מסלול D המעורב ביצירת קשר מתכת (D%) יש קשר מסוים עם הפעילות הקטליטית של המתכת. לאור דרגת הניתוק הגבוהה של האלקטרונים בקשרי מתכת, המחקר על קטליזה מתכתית צריך לשקול תחילה את נדידת האלקטרונים כשלמות מתכת ואת האינטראקציה האלקטרונית המרוחקת בין אטומי מתכת. בשנות החמישים הוחלה תיאוריית הלהקה של פיזיקה של מצב מוצק כדי לתאר את המבנה האלקטרוני של זרזים מתכתיים ומוליכים למחצה. כאשר אטום המתכת המעבר יוצר מוצק, מסלול ה- S וה- D החיצוני ביותר של להקות האטום, בהתאמה, ורצועות ה- S ו- D חופפות זו את זו, והאלקטרונים החיצוניים יופצו מחדש ברצועות S ו- D תלוי ברמה של רמת האנרגיה. לכן ניתן להשתמש במושג "חור D" לתיאור מצב ה- D של מתכת המעבר. ככל שה- D%גדולים יותר, פחות "חורי D".

ממיר קטליטי מתכת תעשייתי עקב היווצרות קשרים מתכתיים, כאשר דנים במבנה המרכז הפעיל על פני המתכת, יש לקחת בחשבון את ההשפעה של האטומים הקרובים והשניים ביותר סביב האטומים המהווים את המרכז הפעיל. בשלב המתכת, כל אטום מוקף באותו מספר שכנים קרובים, ולאטומים באזורים שונים של פני השטח יש מספרים שונים של שכנים קרובים. ככל שמידת הרוויה של קואורדינציה גדולה יותר, כך ההשפעה הכימית על המולקולות הספוגות הזרות גדולות יותר. עבור זרזי מתכת, ניתן להשתמש בקבוצה אטומית (אשכול אטומי) המורכבת ממספר מסוים של אטומי שטח כדי לקרב את תפקיד המתכת כולה. ככל שמספר האטומים הכלולים באשכול אטומי גדול יותר, כך השפעתו תהיה קרובה יותר למצב בפועל, אך המחקר התיאורטי ללא ספק יגדיל את הקושי הגדול יותר. ניתן להשתמש במתחמי אשכול מתכות כדגמים למרכזים הפעילים של אשכולות מתכת. הרעיון של שימוש במרכז הפעיל של אשכולות אטומיים בזרז מתכת מרובע יחבר את שלושת השדות של קטליזה הטרוגנית, הומוגנית ומטאלנזים.