Siga la ruta microscópica hacia la adsorción a través de pozos de quimisorción y fisisorción.

Naturaleza del encuentro molécula-superficie

La adsorción es un paso inicial importante en todos los procesos químicos heterogéneos. Sin embargo, la dinámica de adsorción detallada es compleja y difícil de seguir experimentalmente. Utilizando el hecho de que las moléculas de monóxido de carbono excitadas por vibración pueden quedar atrapadas en la superficie de Au (111) con todos los grados de libertad equilibrados, excepto los de vibración, Borodin et al. muestran que el tiempo de relajación vibracional se puede utilizar como un reloj interno para seguir las rutas microscópicas de adsorción y equilibrio de la superficie. Basándose en experimentos con haces moleculares y el modelado teórico de este sistema prototípico, los autores revelan la compleja interacción entre los estados de fisisorción y quimisorción. Estas características observadas son relevantes para muchos otros sistemas heterogéneos.

Ciencias, este número p. 1461

Resumen

La adsorción involucra moléculas que chocan en la superficie de un sólido y pierden su energía de impacto a medida que viajan a través de una vía dinámica hacia el equilibrio. Las interacciones responsables de la pérdida de energía generalmente incluyen tanto la formación de enlaces químicos (quimisorción) como interacciones no vinculantes (fisisorción). En este trabajo, presentamos experimentos que revelaron un panorama energético cuantitativo y las vías microscópicas subyacentes al equilibrio de una molécula con una superficie en un sistema prototípico: la adsorción de CO sobre Au (111). Aunque el estado de energía mínimo fue fisisorbido, la absorción inicial de la molécula en fase gaseosa, ensayada con un haz molecular energético, se encontraba en un estado de quimisorción metaestable. La posterior desintegración térmica del estado quimisorbido llevó a las moléculas al mínimo de fisisorción. Descubrimos, a través de un balance detallado, que la adsorción térmica en ambos estados de enlace era importante a todas las temperaturas.

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