Современный катализ и химическая кинетика

И. ЧОРКЕНДОРФ, Х. НАЙМАНТСВЕДРАЙТ

2013

СОВРЕМЕННЫЙ КАТАЛИЗ  
И ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА 

Перевод с английского
В.И. Ролдугина

Второе издание

И. Чоркендорф, Х. Наймантсведрайт

Современный катализ и химическая кинетика. Пер. с англ.: Учебное
пособие / И. Чоркендорф, Х. Наймантсведрайт – 2е изд. – Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2013. – 504 с.
ISBN 9785915591539

Второе издание известного учебного пособия охватывает широкий круг вопросов  от основ кинетики до переработки нефти и защиты окружающей среды.
Изложены современные методы изучения поверхностей и каталитических наночастиц. Сформулированы требования, предъявляемые к современным катализаторам. Указаны методы регулирования параметров катализаторов. Описаны
методы экспериментального изучения поверхностных реакций и теория течения
реагирующих газов в пористых каталитических слоях. Подробно рассмотрены основные технологические процессы, идущие с участием катализаторов, принципы
действия и роль катализаторов в химических топливных элементах, базирующихся
на органических и неорганических мембранах. Особое внимание уделено
каталитичеcкой нейтрализации выхлопных газов двигателей и отходящих газов
электростанций.
Для студентов и преподавателей химических и химикотехнологических факультетов, исследователей и разработчиков.

ISBN 9785915591539

ISBN 9783527316724 (англ.)

© 2007 WILEYVCH Verlag GmbH &
   Co. KGaA, Weinheim
© 2013, ООО «Издательский Дом
   «Интеллект», оригиналмакет,
оформление

 

!

"#$%&'(
)!(


!"#$%&&!'()()
*+

#(#(#((),)
--.--/-00(),)()
!"!1%&&#23(),),)
.!3!"

(),)4)
%% !1%&&#23#(#$#$()4)
*-.0-+

()4)()
53!!16%'36'78"7

()4),)
!"&7599%3&!':;93! #
<= >?%@A%B3!3 >?@C%2' %=%

()4)4)
0"6%'37&=>'7

!"#
$%&'())*+
,)',--*.())*+/ 

$%&'())*+
,)',--*.())*+/ 

$%&'())*+
,)',--*.())*+/ 


*)#/ 






%&'(

$)(
*#
''(

+&,-(

%&'(

$'(
*#
 .(

+&,/(

()D)
E-F()D)()
-&!?%'%&&!':!'&'%&&#8"'$A!3%


()D),)
%"%&&#%"'$A#3%

()G)
-()H)
E*00




()I)
*.'!3% > #

,)()



,),)
 ,)4)
--* ,)4)()
"% 8"6%'3!1!&!%'7'&%""3!"#$%#&'
,)4),)
0"6%'3!%&!%'%=7&%=%:&#81!,)D)
--,)G)
J--0*
,)H)
-*00.F

,)I)
--00


 !""#$%&%'(
,)K)
*)%*%*+,)K)()
A?%&%' %=&%1!!7

,)L)
-.-M,)L)()
''!N&7='! AN7

,$!!!,)L),)
''!N&7='! AN7

,)L)4)
!&3> %&&7='! AN7

,)(O)
-0-,)(O)()
-%8&"#%&1"@ P0&$%:>=%7P=%,)(O),)
&%3%&1"@ P0&$%:>=,)(O)4)
!&!%%$%&%

 ,)(O)D)
N!&&!%A?%&%


,)(O)G)
A?%&%3&!%'7

,)(O)H)
>%&%3N2'A3"!%6&%'3! !'7",)(O)I)
A?%&%&%!A "#8'=2

,)(O)K)
A?%&%&A!%%A#!6&!1!&% "%=%3NQR

,)(O)L)
!6'!A!=&7!% 8&!':

,)(O)(O)
! 7=!3%3N*%%-$%%!.(! /,0#1

%!.(! /,0#1
!/23/,0#1/#435

,)(O)(()
?>C7'75&% 173N*%%-$#633/6

%%!.7!8/,0#1
%!.87 /,0#1
!/2/,0#1
!!

,)(()
//."9%9

9%9

!"#$%&!"#$$!"#$%'%&
()
*((#("&

,)(,)
-0/--

+,-.&'()***+'!3% > #

4)()
/014),)
.-*--2!("/

#(!!
4)4)
*----4)4)()
'%=%%&%.!:N"&


4)4),)
'%=%%&%-3'%P.!:N"&!'3! !'7""!%3>4)4)4)
!&7''6%'37'>""''%"#

!"#$4)D)
-




!"#$#%"#&!'())*+,(,./,01,234!!!567!#+#8

4)G)
4)G)()
*'!'!3&!%&2'!% 8&!':@

4)G),)
% !7&!':%3N
4)G)4)
S>&="%&:&#%!?%&7
!%! '!3&!%&2


4)H)
-0-4)I)
004)I)()
% "!=&"6%'379! "# ?%&7
=7'3! !'%3N%! % %8!=&#8'!'!7&2

!
!"#$"%

4)K)
00004)K)()
='! AN7!"!



4)K),)
='! AN7"!%3>
4)K)4)
%3N"%?=>='! A!&&#""!%3>"4)K)D)
%'! AN7"!%3>
&""!'!
%#()*+

4)L)
M*'!3% > #


!"#
#$%&'(%
!"&)"
(*+&"+
,+!
)(-%%
"."!!
"'"!#!!/
0"
.+"!+"
"+
!%
!%+"1!*-234534526789:;

<6<89:;

=%
0(!*
->2?
>2?

><?

=(=1)-%=*%=6=1

.$*$*6*%% 6=1

@=688

0(
!*=!*=6
*%A(BC

"BCDE&FEG"BC&FEG1AAAAH$-1-+-I%&'I-I%&!"#$%JK0-!I'"."!>?

>?

>?
>?&&'' ' '--=!*-.@*I=II==0(=1-=6
%%
I%
I//0$#/$L/$L/$%
I.*-.=0$Потери энергии, эВ
300
600
900

Интенсивность,
произв. ед.

Медная фольга

Катализатор

Cu(200),
=
d
0,18 нм

Cu(
),
=
111
0,21 нм
d

Cu(
),
=
111
0,21 нм
d

Cu(
),
=
111
0,21 нм
d

Cu(
),
=
111
0,21 нм
d

ZnO(
),
=
5
011
0,2
нм
d
ZnO(
2),
=
19
01
0,
нм
d
ZnO(
),
=
5
011
0,2
нм
d

(100)
(100)

(100)

(110)
(110)

(110)
(111)
(111)
(111)

а
б
в

г
д
е

(')'
!.%6&*+
',-.-.)/'6=1

6<M$!NO6A=1

0','''/1/6688

!"

1-6*P#$*$*"G

"#$%6*P2'.234567839:;<=;>>?@A=;75B>BC'–
=
V
Ep

Экран

Пучок электронов
энергией Ep

Монокристалл

Полусферы
из сеток

3
5 кВ
—

.@*I---%%276>35DEF69GB><BC69:375BH7BI39'
(
=-=-&'()%*'()%+'()%J26QJ26MJ<6Q&%
&%
&%

J-'-I3HB7=3;56D5?

&)K'//''

50

40

30

20

10

0

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

Годы

Цена, долл. США/грамм

Pd

Pt

Au

Rh

Ru

Ir

Rh

Pt

Au

Pd

Ru

Ir

&'/..&5D7D56:;6==BC

&53H6==BL56439IBC;5@>BH3:;6==BC

!"
HR0R

#$%&%&

1
2

4

1

4

2

5

3

6

1
2
1
2

5
6

3
4

(100)
(111)
(110)

Верхушечный
центр
Мост
Длинный мост

Полостной центр
с четверной
координацией

Полостной центр
с тройной координацией
у ГЦКрешетки

Полостной центр
с тройной координацией
у ОЦКрешетки

'()%

%
%*%
R%
%*%

H*%
*%

>22?
>22?

&7H3<?3HD=M43<?

STG6
*/%
,'&'()
*+),

-.
 -.
 /. &CBNB<>69A>;5L39IBC;5@>BH3

#$%%
$L#$%
&.'.-O
.'&56C3=BD=M46

hi
hj

I
j

hi
hj

I
j

hi
hj

I
j

hi
hj

I

hi

hi
hi
hi = 0

hi = 2hi

Полное
смачивание

Отсутствие
смачивания

h
a
b

h

(100) грань

(1
)
11 грань

Зависимость
от
/
h w

Зависимость
от /
a b

h w
/
= 0,1
h w
/
= 0,5

a b
/
= 0,2
a b
/
= 0,8

h w
/
= 0,
/
= 0,
2
4
a b

&3H;:6IB5

-./,

*$IIU

%I%%/,

*$$IIU

%%%I%%&=BF6<MIBC;5@>BH3


&>K?

&=@@V6<W<M--%
<6VX<M
!" &&&!"
#

&#$&5;:>;G;:

1"
&7H3<6=E:3>39


!"  #$%&$%'%&(%%''$')**Y+'', !-  #$%./#$

0
%0
'0
''+&''1
'$'$''-!,#$

6Z"

&L=;5B<>?;>BH3;=3

&/B5:BC6>3;>BH3;=;P766=3G6B5BC

&&-.&&BBH6Q<;>3;

&&:I5;L>6839 6<HB5N839 3B>>?PBN:;>

.1>% ?

/>?
+>?
+>?

PtCl6
2–

+

OH

Al

OH

Al

O

Al

O

Al

Pt
Cl
Cl

Cl
Cl

2–

+ 2 HCl

Al O
2
3
Al O
2
3

Al O
2
3

Pt/Al O
2
3
Pt/Al O
2
3

«Яичная скорлупа»
«Яичный желток»

&&H6Q<;>3;HB=BQ;>3;:

&()&*O&*5D7D568;B=36

Z X
Y


&*B:I;>H35DEF3;763B>?373H=B>BHM

&*53:;>;>3;8;B=3BC

&0A
A

B

B
B
B
A

C

B
B
B
A

C

Селективность по реагенту

Селективность по продукту

Реакционная селективность

&0;H9MG6IBC;<;PIB;H35BC6>3E766=3G6B5BC

&0G:;5;>3;673C>BH3

[%-%
- R

C r( )

C0

dr

r
dr
+

j
r
in( )

j
r
in(
)
+ dr

r


JM6<

J<6M

JA6M

J<M



 +=@@A&A\<&]C>?K<&^&;M
E5>?

<&.@@%J<&2*-%
--(
%$!%*@JI3HB7=3;56D5?

((/-)O(G63:B<;PHC3;C6>,<;5,66=MH6

>66?
>M6M6?

 (R;B6=73C6>39


>?J>?Y>?

!%6%=*%6.&(.'-(C9G3C:B=;7D=6@

<<`&(BC;5@>BHMC;5<?@;=

77A#+!"#

!"#"$"%&'+#$"$
*%*%%J&X
!%+1".%*%$
1 Eвак

EF

Зона
проводимости

Валентная
зона

spзона
spзона
spзона

dзона

Металл
электронного газа

Зона
проводимости

Переходный
металл

Запрещенная
зона

Изолятор

*%*6=1

Q(%

7(%

A(%

(.'-)O('B<;=MME>H6S><;5HB>6

 !"#$%&'(!(6R;HC;>>?P6>6=3G5;GD=M6BC
<=9:B<;=3ME>H6S><;5HB>6

)&(!%%')&(*$)&(!(=;75BH63R;H73;A44;7?C6<HB5N8336B:BC
C:B<;=3TQ;=;U

(&V'O).(&67B>B:;5>BH3IBC;<;>39A>;5L33
@;:BHB5N8336B:BC

4

2

0

–2

–4

–6

–8

а
б
в
г

Спроецированная плотность состояний

Чистая
поверхность
(110) Rh
Схематический
атом кислорода

sp
d

Схематический
атом кислорода
на металлежеле

Кислород
на поверхности
(110) Rh

— ,
f эВ


(&67B>B:;5>BH3@;:BHB5N833:B=;7D=

–10

–5

0

5

эВ
,

25Проекция плотности состояний, произв.
д.
e

CO/вакуум

dзона

CO/Al (111)
CO/Pt (111)
Pt (111)


!
"
"
!
#
#
$
%
#
$
#
#
&
"
$
&
#
&
!
#
$
#
$
%
#
$
!
&
$
#
#
#
!
&
"
!
#
#
#
&
%
!
 
#
#
%
!
%
#
"
#
#
#
!
#
#
&
$
#
!
"
!
$
!
#
"
!
#
#
&
&
%
#
!
#
!
!
$
!
%
!
"
 
&
!
%
#
#

#
#
!
#
"
%
&
&
"
&
"
%
"
!
#
!
!
!
!
&
 
#
!
$
$
$
 
!
!
 
%
"
#
$
#
$
%
!
 
"
#
"
"
"
"
&
!
#
$
"
!
`
`
`

(&HBN;>>BH3IBC;<;>39
5;6783B>>BPHIBHBN>BH3IBC;5@>BH3

 !!""#$%&2,0

1,0

0,0

–1,0

a
б
в

а
б
д

д
г

в
г

Координата реакции

Потенциальная энергия N , эВ
2

N2/ступенчатая
поверхность Ru(0001)

N2/Ru(0001)

Переходное состояние

N2, ad
2Nad

  (% =(% *%6.&*%6.&%%+*%!"#$%"&'"%( 69

#688

!-%%"JQAMa4&Bb>MMM<?c*<<MM-2-%%%

"%a46+"

(&>3C;5H6=M>BHML;;5BL;>>BLB766=3G6

6=1
6=1
%
H%"-%6=1

53=BQ;>3;';B<4D>783B>6=6I=B>BH3


  I3HB7=3;56D5?

!"#$%&!$'(!

10–9

10–10

10–11

10–12

10–13

10–14

10–15

0,0015
0,0020
0,0025
0,0030
0,0035

1/ , К
T
–1

S0
2
для N на поверхности Ru(0001)

Чистая поверхность,
42 кДж моль
/

1
2 % золота,
121 кДж моль
—
=
/
Ea

)*$! !!"#!$+!,!"-$"!,#./01"&$2-02
00$/#-#./$"'/

%&'(

&'(

)*

)*


'(

3*"-0#.$$"'#"0$/#-%'(
+,'(
-'(

'(.

/0
/0
/0

/0
/0
/0

1
1
1

'23
'23423
53$2

 4#-$&$"-.00$/#-#./$"'/

!""

!67$8)#$9$:##;$8*$<
#$!!67$8)#$9$!$#8$##;$8=3$>5"-0#.$$"'?@!=3431
)678977*7:;<=*
+767*+/$&"$"'0.">$#$!'-$"'

+)?#$@"'-0"'$"'
++"-"!1"-#-$1""&&"'"0"A/(!0/

!"'!-$"-(.

B*B)*C77

B)#0#.$#-$"

B))7$/"#-A$'$$-"!'#0$0#.&"&

B)+!$&.0$$'#0$0#.&"&

–100

0

100

200

300

Е, кДж/моль

Ni(111)

Ni(211)

CH4

H O
2
H2

CO

CH , H
3
CH , 2H
3

CH,
H
3
C,
H
4

OH, C,
H
5

O, C,
H
6

C ,
H
O 6

6H

Графен

B)3"00"##.2$2$'#0$D
$!$'-0#$-"0!$#$'"-"!1"-"$2

B)4"-"!1"-.#"#0$!"001!-E#'$!,
!'#0$0#.&"&

!"##$

B)5&$!,10"#$&$-"#"

"#$
"#B+=679F9B+#-$1&$-"#!"

"%


 

!"#$%%
&/
= 1,0
0
/
= 0,5
0

/
= 0,0
0
/
= –0,5
0

7,0

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,0

–1,0
–0,5
0,0
0,5
1,0

Полная поверхность
100
110
111

/ 0

А/В(2/3)

%"&'###(()#"%$&&'('%()*(*)*'%()*(*)**)'%

*#+,#*#-#*####B+)$GH$";H"

).#B3C*C9B4977B4-#-$1""&&"'"

//0.-12#(3#2(###

42)2
(###

B4)9"010-0("&&"'"

B4+"A2$"'-350
450
550

% NH3

Равновесие

Температура, °C

Линия
оптимальной
работы

B43"(A#.$$!>$#0.H$#IJKK$'-0#-'"-"!1"-0

560.560.# B57L%)#"#7%)#"#7#-$

8)#9##(##
56:;0.<0.<0.8#8)#2
#3##=;0.>##

?#"#>##

(####)(@@

:ABC:=;#D#9#-##=A#1,60

1,40

1,20

1,00

0,80

E, эВ

1, 0
2
1, 0
4
1, 0
6
1, 0
8
2 0
, 0
d(C—H),

Ni(100)

Ni(111)
Ni(100) + K

Ni(111) + K

K
K
CH4

ETS =
кДж/моль
= 19
= 19
э

B**LM%

B-$#-,001#0!$&./-A#'"/J#$@+,-./B)1#0!$&.$-A#'J#$@19EF!"#$%
##$ B+-!0#.$J!$&$#-.

"%)*!А
2Н2
О2

2Н2О
Очистка

Кластеры
Pt или Pt/Ru
Кластеры Pt

Нафион

Протонопроводящая
мембрана
Пористые
электроды

!

"!

 
"%)"%%+,Нагрузка

Эффективность

Автомобили с топливными элементами

Падение,
связанное
с внутренними
потерями
Обычные
автомобили

3000
оборотов в минуту

"%-.!"#$%&'%%%
!%'!-$"-(.

NCG<

()*
#$%$&#$'(

)'(*#(++#&++#',)-$#

.(+(/()0(%#(

+!
+!"!,-.

N)*6N)$-$"-&.#$>$!"-$!,#.$J!$&$#-.

*$01($23)1(N))"-"!1"-.0@A-'$

N)+7$/"#1&.$"'2@$$0"#*+#(4(+

*$*#$1+1+/+/0!N+9*L90+#$5/+2((67&89:
+###1(6:

.;;1+$6:

6:

+$#6:

+,##6<:

'-"#0$$-"#0$A!"

N+"-"!-A$'2'$'#@0$0>>$##&!$

+%*+1,,-#0#(

1$2$

-#=>=

,%>?!>?!)(5>?;54%+@212,A=!2,BC!%(
(#(.5%%+@.5((#(8556(<D":

N+)K&#@K(#'#"!,#.2'"-"!1

2((5)(+50##<')(+/$+5($#((EFA=!')(@G

N++!'!0"#$

)12(1+;0N3G7CD=67
97=CGN3? '0"#$J-!$#"

N3)6"-A#$'!$#$"&&'0"#$!$#"

!)(+
HH
N3+"-"!10$"'/!&$1"
I#(%,(HH

-I%
 J'!-$"-(.

O*O)6C9C
9$$,#.

!/20!!O)"-"!1"-.-$/$0%

1$)$*

!"#

!"#

/&$%&'"#()

*+,-./0/%0&O))"-"!-A$'$$"'(A"-$&
'"-"!1"-0-$/$0%D
&$/"#1&.'#$-'"$"'2

/1'!'/0123!/2',3

/%1'454/4/5!'/6!6

5!'/6!6

%/7%*589:%/7;*5<9
%/$=*589:%/7%*5<9


/-1'45/61/#&7&8/''<9/>

!" #

!-!-O)+9"'!IA-$!,#.$1"&$A"#'"-"!-A$'2"-'$0./!#./@"10

O+9C99*==7767*MO+$$!$'-0#@'"-"!-A$'@0-"#0!$#434!?!1!!"!&@9"#4!/%&!"#$%&
&&'&()**+&&)%%,&/%0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1

0

20

40

60

80

100

20

40

60

Степень восстановления NO , %
x

Проскок NH , миллионные доли
3

NH
NO
3/
x

!"#$!$!!"-&'./0123./0/42)&'/0/56)&%%+)'&*'(%##&'#

(#)'*+&&%#)
&!,,&&'&$%-.+#)
&'

O+)
$$!$'-0#@'"-"!-A$'@0-"#0!$#!!,10"#0-"#-#./$-0"/

'!-$"-(.

*P:!"0"!"0")

!"0"+

!"0"3

!"0"4

 !"0"5

!"0"!"0"B

!"0"N

!"0"O

= ">#$#'@!"0$)

!
"#$

%
&'"$(
)*$+',
-."/'.01
).""#+.2.....345"..



= ">#$#'@!"0$+

!"#$"%##

&'#(#!

()
*'+(,
-+(
.
(/0
*!!("(12
-!"(!3#%3!3#

-4"#$"53!+!4)
4,
%(3.
6""0
42
*1'#!

%#

= ">#$#'@!"0$4

-"!"789%

:$$= ">#$#'@!"0$,-$$;3<=>22?
,-$$3;@>22?

,A!"

#$= ">#$#Q$@/""'-$"

59

:;

%1&859

-8&6<,&#$&&"+,&&:;

=(8
P$'-.$!$1#.$K(#"&$#-"!,#.$-##.$

 JKK$#-.$$0"$#J#$@
$'-.$!$1#.$-#H$#PL

$'-.$$$!$#
%!"

"&'$"(!!)$*+)!"
,+В.И. Ролдугин

Физикохимия поверхности
2-å èñïðàâëåííîå èçäàíèå

Ïðåäèñëîâèå ê ïåðâîìó èçäàíèþ
Ïðåäèñëîâèå àâòîðà

Ãëàâà 1.
ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ ÆÈÄÊÎÑÒÅÉ
1. 1. Ïîâåðõíîñòíàÿ ýíåðãèÿ æèäêîñòåé
1. 2. Òåðìîäèíàìèêà ïîâåðõíîñòè æèäêîñòè
1. 3. Ñòðóêòóðà ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ æèäêîñòè
1. 4. Îðèåíòàöèÿ ìîëåêóë â ïîâåðõíîñòíîì ñëîå
1. 5. «Ðàâíîâåñíûå» êàïèëëÿðíûå âîëíû è èõ
âëèÿíèå íà ñòðóêòóðó ïîâåðõíîñòè
1. 6. Æèäêèå ìåòàëëû
1. 7. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ïîâåðõíîñòíîãî
íàòÿæåíèÿ
1. 8. Ïîâåðõíîñòü æèäêîñòè âáëèçè êðèòè÷åñêîé
òî÷êè
1. 9. Ñôåðè÷åñêèå ïîâåðõíîñòè
1.10.Äàâëåíèå ïàðà íàä èñêðèâëåííîé ïîâåðõíîñòüþ
1.11. Ïîâåðõíîñòè ïðîèçâîëüíîé êðèâèçíû

Ãëàâà 2.
ÍÅÐÀÑÒÂÎÐÈÌÛÅ ÌÎÍÎÑËÎÈ
ÍÀ ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ ÆÈÄÊÎÑÒÈ
2.1. Ìîíîñëîè è èõ ñîñòîÿíèÿ
2.2. Òåðìîäèíàìèêà ìîíîñëîåâ
2.3. Îñîáåííîñòè ïëàâëåíèÿ äâóìåðíûõ ñèñòåì
2.4. Ôàçîâûå ïåðåõîäû â ìîíîñëîÿõ
2.5. Óðàâíåíèÿ ñîñòîÿíèÿ ìîíîñëîåâ
2.6. Ïëåíêè Ëåíãìþðà-Áëîäæåòò

Ãëàâà 3.
ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÍÎÅ ÍÀÒßÆÅÍÈÅ ÐÀÑÒÂÎÐÎÂ
3.1. Óðàâíåíèå Ãèááñà
3.2. Ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå ñëàáûõ ðàñòâîðîâ
3.3. Ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå ðàñòâîðîâ
ýëåêòðîëèòîâ
3.4. Ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå ðàñòâîðîâ
3.4.1. Ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå èäåàëüíîé
ñìåñè
îäèíàêîâûõ ïî ðàçìåðó ìîëåêóë
3.4.2. Âëèÿíèå íåèäåàëüíîñòè ðàñòâîðà íà
ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå
3.4.3. Òî÷íûå ôîðìóëû äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî
íàòÿæåíèÿ è ïîâåðõíîñòíîãî ïðîôèëÿ
ïëîòíîñòè
ðàñòâîðà
3.5. Ðàñòâîðû íåèîííûõ ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíûõ
âåùåñòâ
3.6. Ïðàâèëî Òðàóáå
3.7. Ðàñòâîðû èîííûõ ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíûõ
âåùåñòâ
Ãëàâà 4.
ÃÐÀÍÈÖÀ ÐÀÇÄÅËÀ ÆÈÄÊÎÑÒÜ/ÆÈÄÊÎÑÒÜ
4.1. Ìåæôàçíîå íàòÿæåíèå íà ãðàíèöå äâóõ
ðàñòâîðîâ
4.2. Ïðàâèëî Àíòîíîâà
4.3. Æèäêèå ëèíçû
4.4. Ñàìîïðîèçâîëüíîå ýìóëüãèðîâàíèå
4.5. Ìèêðîýìóëüñèè
4.6. Çàðÿæåííûå ïîâåðõíîñòè

Ãëàâà 5.
ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ ÒÂÅÐÄÛÕ ÒÅË
5.1. Òåðìîäèíàìèêà òâåðäûõ ïîâåðõíîñòåé
5.2. Àíèçîòðîïèÿ ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ
5.3. Ñòðóêòóðà ïîâåðõíîñòè êðèñòàëëîâ.
Ðåêîíñòðóêöèÿ ïîâåðõíîñòè
5.4. Îãðóáëåíèå ïîâåðõíîñòè

5.5. Ôðàêòàëüíûå ïîâåðõíîñòè
5.6. Ïëàâëåíèå ïîâåðõíîñòè
5.7. Ïîâåðõíîñòíàÿ ñåãðåãàöèÿ â òâåðäûõ òåëàõ
Ãëàâà 6.
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÀß ÑÒÐÓÊÒÓÐÀ ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ
6.1. Ýëåêòðîííûå ñîñòîÿíèÿ íà ïîâåðõíîñòè
6.2. Ïîâåðõíîñòè ìåòàëëîâ
6.3. Êîíòàêòíàÿ ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ
6.4. Ïðîñòðàíñòâåííûé çàðÿä âáëèçè ìåòàëëè÷åñêîé
ïîâåðõíîñòè
6.5. Ïîâåðõíîñòè ïîëóïðîâîäíèêîâ
6.6. Ïîâåðõíîñòè äèýëåêòðèêîâ

Ãëàâà 7.
ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÜ ÐÀÇÄÅËÀ ÒÂÅÐÄÎÅ ÒÅËÎ/ÃÀÇ
7.1. Ñèëû âçàèìîäåéñòâèÿ ìîëåêóë ñ ïîâåðõíîñòüþ
7.2. Òåðìîäèíàìèêà àäñîðáöèè
7.3. Ôèçè÷åñêàÿ è õèìè÷åñêàÿ àäñîðáöèÿ
7.4. Èçîòåðìû àäñîðáöèè Ãåíðè è Ëåíãìþðà
7.4.1. Èçîòåðìà Ãåíðè è êîíñòàíòà Ãåíðè
7.4.2. Èçîòåðìà Ëåíãìþðà
7.5. Óðàâíåíèå ÁÝÒ
7.6. Ôàçîâûå ïåðåõîäû â àäñîðáöèîííûõ ñëîÿõ
7.7. Äåôîðìàöèÿ òâåðäûõ òåë ïðè àäñîðáöèè
7.8. Ðåêîíñòðóêöèÿ ïîâåðõíîñòè ïîä äåéñòâèåì
àäñîðáàòîâ
7.9. Àäñîðáöèÿ íà ìåòàëëàõ
7.9.1. Ôèçè÷åñêèå àäñîðáöèÿ
7.9.2. Õèìè÷åñêàÿ àäñîðáöèÿ
7.10. Àäñîðáöèÿ íà ïîëóïðîâîäíèêàõ
7.11. Âëèÿíèå àäñîðáöèè íà ýëåêòðîííûå
ïîâåðõíîñòíûå ñîñòîÿíèÿ
Ãëàâà 8.
ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÜ ÐÀÇÄÅËÀ
ÒÂÅÐÄÎÅ ÒÅËÎ/ÆÈÄÊÎÑÒÜ
8.1. Êðàåâîé óãîë
8.2. Ãèñòåðåçèñ êðàåâîãî óãëà
8.3. Ëèíåéíîå íàòÿæåíèå
8.4. Êðàåâîé óãîë íà ãåòåðîãåííîé ïîâåðõíîñòè
8.5. Êðàåâîé óãîë íà ôðàêòàëüíîé ïîâåðõíîñòè
8.6. Ïåðåõîäû ñìà÷èâàíèÿ
Ãëàâà 9.
ÀÄÑÎÐÁÖÈß ÈÇ ÐÀÑÒÂÎÐÎÂ

9.1. Àäñîðáöèÿ íåýëåêòðîëèòîâ
9.1.1. Ðåøåòî÷íàÿ ìîäåëü
9.1.2. Ìîäåëü äâóõ ôàç
9.2. Ïåðåõîäû ñìà÷èâàíèÿ
9.3. Àäñîðáöèÿ ýëåêòðîëèòîâ
9.4. Äâîéíîé ýëåêòðè÷åñêèé ñëîé
9.5. Àäñîðáöèÿ ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíûõ âåùåñòâ
9.5.1. Àäñîðáöèÿ íåèîíîãåííûõ ïîâåðõíîñòíîàêòèâíûõ âåùåñòâ
9.5.2. Àäñîðáöèÿ èîíîãåííûõ ïîâåðõíîñòíîàêòèâíûõ âåùåñòâ
9.6. Àäñîðáöèÿ ïîëèìåðîâ
9.6.1. Ïðèáëèæåíèå ñðåäíåãî ïîëÿ
9.6.2. Ñêåéëèíãîâûé ïîäõîä
9.7. Àäñîðáöèÿ ïîëèýëåêòðîëèòîâ

Ãëàâà 10.
ÏËÅÍÊÈ È ÏÐÎÑËÎÉÊÈ
10.1. Ïîâåðõíîñòíûå ñèëû è ðàñêëèíèâàþùåå
äàâëåíèå
10.1.1. Âîçäóøíàÿ ïðîñëîéêà
10.1.2. Æèäêèå ïðîñëîéêè
10.1.3. Èñêðèâëåííûå ãðàíèöû ôàç

10.2. Ýëåêòðîñòàòè÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
ðàñêëèíèâàþùåãî äàâëåíèÿ
10.3. Ïîòåíöèàë ÄËÔÎ (ìîëåêóëÿðíàÿ è
ýëåêòðîñòàòè÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùèå)
10.4. Àäñîðáöèîííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
10.5. Ñòðóêòóðíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
10.6. Ãèäðîôîáíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
10.7. Ñòåðè÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
10.8. Ýëåêòðîííàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ
10.9. Ñâîáîäíûå ïëåíêè
10.10. Ñìà÷èâàþùèå ïëåíêè
10.10.1. Òåðìîäèíàìè÷åñêèå ñîîòíîøåíèÿ
10.10.2. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå

Ãëàâà 11.
ÊÈÍÅÒÈÊÀ ÔÎÐÌÈÐÎÂÀÍÈß ÍÎÂÎÉ ÔÀÇÛ
(ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ ÐÀÇÄÅËÀ)

11.1. Ãîìîãåííàÿ íóêëåàöèÿ
11.2. Ñïèíîäàëüíûé ðàñïàä
11.3. Ýâîëþöèÿ çàðîäûøåé íîâîé ôàçû
11.4. Çàðîæäåíèå è ðîñò êðèñòàëëîâ
11.5. Ãåòåðîãåííàÿ íóêëåàöèÿ. Êîíäåíñàöèÿ íà èîíàõ
11.6. Ãåòåðîãåííàÿ íóêëåàöèÿ. Êîíäåíñàöèÿ íà
ïîäëîæêàõ
11.7. Ãåòåðîãåííàÿ íóêëåàöèÿ. Ýïèòàêñèÿ
11.8. Ðîñò ôðàêòàëüíûõ ïîâåðõíîñòåé

Ãëàâà 12.
ÄÈÍÀÌÈÊÀ ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ ÆÈÄÊÎÑÒÅÉ

12.1. Êàïèëëÿðíûå âîëíû
     12.1.1. Èäåàëüíàÿ æèäêîñòü
12.1.2. Âÿçêàÿ æèäêîñòü
12.1.3. Âëèÿíèå ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíûõ âåùåñòâ
íà ðàñïðîñòðàíåíèå êàïèëëÿðíûõ âîëí
12.2. Ïîâåðõíîñòíûå ïîòîêè
12.3. Äèíàìè÷åñêîå ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå
12.4. Äâèæåíèå ïëîñêîãî ôðîíòà æèäêîñòè
12.5. Òå÷åíèÿ Ìàðàíãîíè
12.5.1. Êîíâåêöèÿ Áåíàðà-Ìàðàíãîíè
12.5.2. Âîëíîâîå äâèæåíèå Ìàðàíãîíè
12.5.3. Ìåæôàçíàÿ òóðáóëåíòíîñòü
12.6. Ðàññåÿíèå ñâåòà íà ïîâåðõíîñòè æèäêîñòè

Ãëàâà 13.
ÈÑÏÀÐÅÍÈÅ Ñ ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ ÆÈÄÊÎÑÒÈ

13.1. Êèíåòèêà èñïàðåíèÿ. Êîýôôèöèåíò
êîíäåíñàöèè
13.2. Ñêà÷êè äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû ó
ïîâåðõíîñòè èñïàðåíèÿ
13.3. Ýôôåêò èíâåðñèè ïðîôèëÿ òåìïåðàòóðû
13.4. Èñïàðåíèå â «èíåðòíûé» ãàç
13.5. Âëèÿíèå ìîíîñëîåâ íà ñêîðîñòü èñïàðåíèÿ
13.6. Èñïàðåíèå è ðîñò êàïåëü
13.6.1. Ñòàöèîíàðíîå èñïàðåíèå êðóïíûõ êàïåëü
13.6.2. Âðåìåíà ðîñòà è æèçíü êàïåëü
13.6.3. Íåñòàöèîíàðíîå èñïàðåíèå êàïåëü
13.6.4. Èñïàðåíèå óìåðåííî êðóïíûõ è ìåëêèõ êàïåëü
13.6.5. Âëèÿíèå ìîíîñëîåâ íà ñêîðîñòü èñïàðåíèÿ
êàïåëü
13.6.6. Íåðàâíîâåñíàÿ òåðìîäèíàìèêà èñïàðåíèÿ
êàïåëü
Ãëàâà 14.
ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÜ ÐÀÇÄÅËÀ ÒÂÅÐÄÎÅ ÒÅËÎ/
ÍÅÐÀÂÍÎÂÅÑÍÛÉ ÃÀÇ

14.1. Ðàññåÿíèå ãàçà íà òâåðäîé ïîâåðõíîñòè.
Êîýôôèöèåíòû àêêîìîäàöèè
14.2. Âçàèìîäåéñòâèå ãàçà ñ ôîíîíàìè
14.3. Èíäèêàòðèñû ðàññåÿíèÿ
14.4. Ñêîëüæåíèå ãàçà ïî ïîâåðõíîñòè
14.4.1. Âÿçêîå ñêîëüæåíèå
14.4.2. Ñêà÷îê òåìïåðàòóðû
14.4.3. Òåïëîâîå ñêîëüæåíèå
14.4.4. Äèôôóçèîííîå ñêîëüæåíèå

14.5. Òåðìî- è äèôôóçèîôîðåç ÷àñòèö â ãàçå
14.5.1. Ôîðìóëà Ñòîêñà
14.5.2. Òåðìîôîðåç ÷àñòèö
14.5.3. Äèôôóçèîôîðåç ÷àñòèö
14.6. Äèôôóçèÿ ïî òâåðäîé ïîâåðõíîñòè
14.6.1. Ñàìîäèôôóçèÿ àäàòîìîâ
14.6.2. Àíèçîòðîïèÿ äèôôóçèè
14.6.3. Äèôôóçèÿ ïðè âûñîêèõ ñòåïåíÿõ
çàïîëíåíèÿ ïîâåðõíîñòè
14.7. Ìèãðàöèÿ êëàñòåðîâ ïî ïîâåðõíîñòè
14.7.1. Îäíîìåðíûå êëàñòåðû
14.7.2. Ìàëûå äâóìåðíûå êëàñòåðû
14.7.3. Áîëüøèå äâóìåðíûå êëàñòåðû
Ãëàâà 15.
ÄÂÈÆÅÍÈÅ ÆÈÄÊÎÑÒÈ
ÏÎ ÒÂÅÐÄÎÉ ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ

15.1. Êèíåòèêà ðàñòåêàíèÿ êàïåëü
15.2. Äèíàìè÷åñêèé êðàåâîé óãîë
15.3. Êèíåòèêà êàïèëëÿðíîãî ïîäíÿòèÿ (ïðîïèòêè)
15.4. Ãðàíè÷íàÿ âÿçêîñòü è ñêîëüæåíèå æèäêîñòè
15.5. Òåðìîêàïèëëÿðíûå òå÷åíèÿ
15.5.1. Òåðìîêàïèëÿðíîå ïëåíî÷íîå òå÷åíèå
15.5.2. Òåðìîîñìîòè÷åñêîå òå÷åíèå
15.6. Äèôôóçèîííî-êàïèëëÿðíûå òå÷åíèÿ
15.6.1. Òå÷åíèå ïëåíîê ïîä äåéñòâèåì ãðàäèåíòà
êîíöåíòðàöèè
15.6.2. Äèôôóçèîííî-îñìîòè÷åñêîå òå÷åíèå
(êàïèëëÿðíûé îñìîñ)
15.7. Ýëåêòðîîêàïèëëÿðíîå òå÷åíèå
15.8. Òåðìîôîðåç â æèäêîñòÿõ
15.8.1. Òåðìîôîðåç òâåðäûõ ÷àñòèö
15.8.2. Òåðìîêàïèëëÿðíîå äâèæåíèå êàïåëü è
ïóçûðüêîâ
15.9. Äèôôóçèîôîðåç â æèäêîñòÿõ
15.9.1. Äèôôóçèîðåç òâåðäûõ ÷àñòèö
15.9.2. Äèôôóçèîôîðåç êàïåëü è ïóçûðüêîâ
15.10. Ýëåêòðîôîðåç
15.11. Íåðàâíîâåñíàÿ òåðìîäèíàìèêà òðàíñïîðòíûõ
ïðîöåññîâ â æèäêîñòÿõ
15.11.1. Ïðåðûâíûå ñèñòåìû
15.11.2. Òåðìîîñìîñ è ìåõàíîêàëîðè÷åñêèé
ýôôåêò
15.11.3. Äèôôóçèîííûé îñìîñ è îáðàòíûé îñìîñ
15.11.4. Ýëåêòðîîñìîñ è òîê òå÷åíèÿ
15.11.5. Âíåøíèå òå÷åíèÿ
15.11.6. Òåðìîôîðåç è òåïëîâàÿ ïîëÿðèçàöèÿ
15.11.7. Äèôôóçèîôîðåç è äèôôóçèîííàÿ
ïîëÿðèçàöèÿ
15.11.8. Ýëåêòðîôîðåç è ýôôåêò Äîðíà
Ãëàâà 16.
ÍÅÐÀÂÍÎÂÅÑÍÛÅ ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ
ÏÐÎÖÅÑÑÛ ÍÀ ÏÎÂÅÐÕÍÎÑÒÈ
16.1. Òåðìîýëåêòðîííàÿ ýìèññèÿ
16.1.1. Ïåðâàÿ ôîðìóëâ Ðè÷àðäñîíà
16.1.2. Âòîðàÿ ôîðìóëà Ðè÷àðäñîíà
16.1.3. Çàâèñèìîñòü òîêà ýìèññèè îò íàïðÿæåíèÿ
16.1.4. Ýôôåêò Øîòòêè
16.1.5. Àâòîýëåêòðîííàÿ (õîëîäíàÿ) ýìèññèÿ
16.2. Ôîòîýëåêòðîííàÿ ýìèññèÿ.
16.3. Âòîðè÷íàÿ ýëåêòðîííàÿ ýìèññèÿ
16.4. Ïîâåðõíîñòíûå ïëàçìîíû
16.4.1. Îáúåìíûå ïëàçìåííûå êîëåáàíèÿ
16.4.2. Ïîâåðõíîñòíûå ïëàçìîíû
16.5. Ïîâåðõíîñòíûå ìàãíîíû
16.6. Óñèëåííîå ïîâåðõíîñòüþ êîìáèíàöèîííîå
ðàññåÿíèå
ÏÐÈËÎÆÅÍÈß
1. Ìåòîä ôóíêöèîíàëà ïëîòíîñòè äëÿ ìåòàëëîâ
2. Ìåòîä ôóíêöèîíàëà ïëîòíîñòè äëÿ ïëîòíûõ
ãàçîâ è æèäêîñòåé
3. Îñíîâû íåðàâíîâåñíîé òåðìîäèíàìèêè