Page 157 - Korniy_dyser

157

Квантово-хімічному опису адсорбції молекул води на чистих металах
міді та алюмінію присвячено значну кількість робіт, наприклад [81–84, 313],

в той же час нами не виявлено розрахунків характеристик такої адсорбції на
сплавах алюмінію з міддю, а також на інтерметалідах Al 2Cu. Аналіз

літературних даних стосовно неемпіричних і напівемпіричних розрахунків
адсорбції води показав, що молекула води адсорбується на даних металах

атомом кисню, а молекулярна площина нахилена до поверхні металу під
о
кутом у межах 50…65 . Крім цього, на даних металах молекула води

адсорбується, переважно, у надатомному поверхневому положенні (atop), при

цьому енергетичний виграш порівняно з містковим (bridge) та міжвузловим

(hollow) положеннями досить незначний. Тому адсорбцію молекули води

вивчали лише для однієї орієнтації, коли атом кисню знаходився проти

одного з поверхневих атомів міді або алюмінію. При цьому оптимізували кут

нахилу α молекулярної площини води до поверхні кластера, довжини зв’язків

d(Cu–O), d(Al–O), d(O–H) та внутрішньомолекулярний кут β (кут HOH). Для

зв’язку атом кисню–атом металу оптимізувався також кут нахилу φ до

площини поверхні металу.

Проведені нами розрахунки адсорбції молекули води на поверхні (111)

алюмінію [314] методом функціоналу густини підтверджують результати

інших авторів [315]. Зокрема (рис. 3.1), найстабільніше положення молекули

води – надатомне із енергією адсорбції – 0,780 еВ, віддаль адсорбції Al–O –

2,063 Å, довжина зв’язку ОН – 1,024 Å, валентний кут – 112 та нахилення

площини НОН до поверхні складає 52. При цьому довжина зв’язку ОН,

валентний кут НОН та частоти внутрішньо-молекулярних коливань

адсорбованої молекули змінюються незначно порівняно із не адсорбованою.

Під час адсорбції молекули води (табл. 3.1) відбувається часткове

перенесення заряду з адсорбованої молекули на метал, в результаті чого

молекула набуває незначного позитивного заряду.

Під час адсорбції хлор-іона відбувається значне перенесення

електронної густини на кластер алюмінію, причому суттєво падає потенціал