新研究表明化学配位的局限性

化学上的一个常见假设是，催化剂表面的配位数决定了催化剂催化反应的反应性。令人惊讶的是，莱顿大学的化学家们现已证明，这对于自然界最简单的化学反应：氢的解离来说是不正确的。研究人员设法测量了这种反应的所谓绝对反应性，这在科学界尚属首次。他们在Angewandte Chemie中发表了他们的发现。

秘密武器

催化剂广泛用于我们的日常生活中，例如汽车尾气中的铂催化剂。但是，人们通常不了解它们是如何工作的。卢多·尤林克(Ludo Juurlink)教授和他的小组试图改变这一点，并有一个秘密武器可以做到这一点：弯曲的铂金表面。去年，这套设备为他们赢得了两本主要期刊上的出版物：在《科学》 杂志上，他们终于证明了氢在铂上反应的理论模型是正确的;在PNAS中， 他们展示了氧气如何在铂上反应。现在，化学家们使用这种特殊的铂金来撼动化学领域一个重要的既定观念：配位。

放大催化剂

为了解释这一点，我们首先必须看一下发生化学反应的催化剂表面。该表面由原子(本研究中的铂原子)以特定方式排列而成。每个原子具有不同的配位数，表示该特定原子周围还有多少其他原子。如果以氢在铂上的反应为例，则总体思路如下：铂表面上原子的配位数决定了对分子氢的反应性。

莱顿团队使用了两个弯曲的铂金晶体来检验这一假设。“由于铂的表面是弯曲的，所以原子结构沿该表面非常缓慢地变化，”该小组组长Juurlink解释说。“您可以将这种结构与楼梯相提并论，楼梯向边缘的台阶越来越窄。在中间，楼梯看起来更像舞厅。” 但是为什么这么重要?催化剂的表面不平整，而是不规则的，有台阶和扭结。恰好在这些不规则处发生化学反应。研究人员使用弯曲的铂金模仿了这种效应，同时精确地知道了晶体各部分有多少台阶或扭结。与铂上台阶或纽结的密度相比，这使化学家能够测量氢的反应性。

脚步和扭结

“我们发现了三种类型的违规行为，”博士说。该研究的第一作者萨宾·奥拉斯(Sabine Auras)。“有A型，B型和扭结型。” 对于每种类型，她都测量了反应性。当表面具有更多台阶或更多扭结时，反应性增加。到目前为止，在阳光下没有新事物。“但是我们还发现，每种不规律性的增加都是不同的。这种不同并不符合人们对协调的期望。” 相反，研究小组为氢与台阶或扭结的相互作用定义了横截面，这是该领域其他研究人员的重要里程碑。

长远眼光

Angewandte Chemie上该出版物的基础是五年前的前博士学位奠定的。候选人Dima Bashlakov在研究弯曲的铂金晶体时发现了一些特别的东西。Juurlink说：“我认为我们的研究支持这样一种观点，即科学资金永远不应集中在短期愿景或短期可交付成果上。” “可悲的是，这两个方面在当今的研究应用中似乎都很常见。”

Auras补充说：“我了解我们对社会负有责任。但是，只要有一定程度的自由，长期的资金可以提供这些自由，我们就可以获得真正独特的结果。您不能总是操纵科学。”

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