

色々な金属が触媒として活躍しています。Ptは水素化、脱水素、酸化などほとんどの反応に活性を示しますし、Pdはオレフィンの水素化、カルボニル化、不均化反応などに、また遷移金属のNiも有機官能基の水素化などに活性です。
また、COと水素という同じ原料からでも、アルミナ担持Ni触媒を使ったときにはメタンが生成し、酸化亜鉛担持Fe-Rh触媒ではエタノールが、Rh錯体ではエチレングリコールが生成します。
これらの触媒上で起こっている反応の推定反応式はよく見かけるのですが、なぜ金属毎に活性が異なるのかを解説している文献には、勉強不足のためかまだ出会ったことがありません。
私なりに考えた理由は、「(1)触媒作用が起こるためにはまず触媒表面に反応物が吸着することが必要である。金属表面はキンクやステップなどがありでこぼこであるが、そのでこぼこ具合は金属毎に異なる。以上より、金属によってでこぼこの形状が違うから、反応分子の吸着力や吸着の仕方が異なる。よって触媒作用が異なる。(2)金属の電子状態(価電子がどこの軌道にいるか)が異なる。」
この2点です。
触媒反応はブラックボックスと言われるように、分からない点が多いのも事実です。しかし、私の質問内容がすでに世の中で解明されているならば、どなたか教えてください。
非常に長い質問になりましたが、よろしくお願いいたします。

No.1ベストアンサー
- 回答日時:
>金属表面はキンクやステップなどが
表面積が多いほうが活性が高いのですが.これは.直接反応機構に関係しません(特定のエネルギーバンドとなるためにある程度関係するには違いないのですが)。金属のエネルギーバンドの関係と.実質的に.金属-反応体中間生成物ができる必要がある(化学吸着が必須)為です。エネルギーバントと電子雲の関係で適切な反応中間体となりうる錯体生成の関係です。
なお.触媒名がわからないときに.最初に試す触媒は白金です。白金は程度の差はあれ大体の反応を活性化しますから(価格の問題から通常使用を避ける)。
あと.電子雲の大きさの関係で反応中間体ができない場合(立体障害の一つでしょう)やZSM5のような細孔の関係(排気ガス処理触媒はZSM5の表面に5-6種類の金属をコートしています)から.反応活性点への輸送が問題になる場合(立体障害の一つ)もあります。
なお.私が関係したのは?10年前.子供に付き合った頃(単反応ばかりのきれいな触媒が主体です。ZSM5が得意とするような複数の反応に関係する汚い触媒はわかりません)ですから最近はいろいろ進歩しています。新しい話題も出てくるでしょう。多の方の回答を優先してください。
お返事が遅くなり、申し訳ございません。
質問にすぐに答えてくださり、ありがとうございます。
>金属表面はキンクやステップなどが
これは表面積のことを言ったのではなく、原子表面の形状のことを言いました。
>エネルギーバントと電子雲の関係で適切な反応中間体となりうる錯体生成の関係
この1文がイメージできません。勉強不足ですので、もう少し考えてみます。
触媒に携わっていた方の意見を聞かせていただき、大変光栄に思います。
ありがとうございました。
No.2
- 回答日時:
有機金属触媒における一般論で回答いたします。
触媒の金属が異なれば酸化還元電位が異なり,それによって酸化的付加や還元的脱離の起こりやすさが異なるからではないでしょうか。お返事が遅くなり、申し訳ございません。
質問にすぐに答えてくださり、ありがとうございます。
確かに、酸化還元電位は関係あるでしょうね。
気が付きませんでした。
しかし、これだけが触媒能を決定する要因ではないと私は考えます。
触媒反応は複雑ですね。
より一層の勉強が必要な様です。
大変参考になりました。ありがとうございました。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 化学 解き方を教えてください… 2 2022/06/16 00:48
- 生物学 教科書に「標準状態では、リン酸基転移ポテンシャルは加水分解の標準ギブズ自由エネルギー変化ΔG⁰‘と絶 2 2023/07/15 21:33
- 化学 化学 立体化学について どうしてもわからないため教えてください ①不斉触媒を利用して、分子内のC=O 1 2022/05/22 14:47
- 化学 高校化学 ベンゼン+塩素 2 2023/08/13 22:15
- 化学 酸素の発生について。 酸素を発生させる実験として、二酸化マンガンとうすい過酸化水素水を使う実験があり 1 2023/02/11 06:20
- 生物学 ペントースリン酸経路について質問があります。 1 2022/04/17 15:37
- 化学 燃料電池について 燃料電池の化学式は水素と酸素とイオンで構成されていますし、その理屈については理解で 3 2022/05/18 15:23
- 化学 ニュース・ゼロ見た? 1 2023/05/08 23:35
- 物理学 水の電気分解に必要なエネルギー 1 2022/08/29 21:18
- 大学受験 高校生物 ATPと光合成、呼吸のところ 1 2022/09/22 09:29
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
いわゆる「触媒量」とは、どの...
-
アシル化について
-
反応機構が分からず困っています
-
触媒反応とエネルギー保存の法...
-
担体と担持の意味について
-
Pd-CとPd-黒って?ちょっと長い...
-
金属触媒の危険性
-
触媒と反応速度について
-
触媒の研究の就職先
-
プロピレングリコールの作り方...
-
化学触媒とは?
-
【医学・肛門にアルコールを注...
-
女性がマスク外した時可愛い顔...
-
「また誘ってもいいですか」は本...
-
好きな女性と職場で偶然手が触...
-
「当量」“eq”の解釈について
-
職場のおばさんの反応がうざい ...
-
IHヒーターが急に鍋を反応しな...
-
話しかけてないのに反応する人...
-
エポキシ樹脂の燃焼による発生物質
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報