Page 134 - Korniy_dyser

134
+ о –
станах – у вигляді протонів Н , Н та Н . На сьогодні немає чіткої відповіді на
це питання [286]. Переважна більшість авторів вважає, що водень у металі

може бути тільки у вигляді протона (катіонна теорія) і, що саме завдяки
+
цьому забезпечується висока рухливість водню (малі розміри Н , тобто

стеричний чинник є головним) [280]. Інша невелика група вчених вважає, що
–
енергетично вигідніше утворювати в металі квазііон Н з двома електронами

на валентній орбіталі, ніж віддавати єдиний електрон (аніонна теорія) [287].

Використання квантової хімії [288] для розрахунку водню у металах

дало змогу довести, що чистого протону в металі не існує, тобто атом водню

повністю ”не віддає” свій електрон, а лише існує частковий перенос заряду

на атом заліза і навпаки, що пояснюють тим, що електрон обертається

навколо і ядра атому заліза, і ядра атому водню (протона). Таким чином, наші

розрахунку підтверджують механізм часткового перенесення заряду із атома

водню на атоми заліза внаслідок чого він набуває додатного значення.

Загалом механізм розчинення атомів водню у металах важко описати

однозначно в рамках теоретичних моделей. У нашому випадку всі

розрахунки виконані в рамках моделі диссоціативної хемосорбції Леннард-

Джонса, згідно з якою відбувається пряме розчинення атома водню при

малих покриттях поверхні воднем за рахунок «локальної» взаємодії з

поверхневими атомами кристалічної ґратки заліза під час виділення

підвищеної енергії атомарного водню у місці контакту. Враховуючи

взаємодію між атомами водню, тобто при великих покриттях поверхні заліза

воднем за рахунок передачі атомарним воднем своєї підвищеної енергії

адсорбованому на поверхні атому водню останній завдяки цьому переходить

на вищий енергетичний рівень, з якого вже можливий перехід у

підповерхневий шар металу. Така модель вимагає значного збільшення

розміру кластера та кількості адсорбованих атомів водню, а також

використання гібридних методів квантова хімія/молекулярна динаміка,

сучасний стан яких поки що не дозволяє розглядати великі кластерні

системи.