А. Тешабаев, С. Зайнабидинов, И. Каримов, С. Власов, В. Абдуазимов

Саволлар 
 
1.
Катализ ҳодисасини тавсифланг. Каталитик фаоллик нима? 
2.
Ферми сатхи катализда қандай ўрин тутади? 
3.
Каталитик реакциялар механизмлари қанақа? 
4.
Чиқиш иши, электрик ўтказувчанлик ва каталитик фаоллик орасида 
қандай боғланишлар бор? 
5.
Катализда ташқи электрик майдон қадай таъсир кўрсатади? 
6.
Металл сиртидаги яримўтказгичлар пардаси катализда қандай хизмат 
бажаради? 
7.
Киришмалар катализга қандай таъсир кўрсатади? 
8.
Катализда компенсацион эффектнинг ўрни қандай? 

---

110 
13 – боб. 
Яримўтказгичларнинг ҳақиқий сиртидаги жараёнлар 
 
13.1.
 
Сирт тузилиши нуқсонларининг адсорбциядаги ўрни 
 
Биз бу бобда яримўтказгич ҳақиқий сиртининг баъзи махсус 
ҳоссаларини қараб чиқамиз. Аввало, сиртни текислик, яъни икки ўлчамли 
даврий тузилма дейлик, унга айрим маҳаллий бузилишлар сепилган бўлсин. 
Уларни 
сиртий нуқсонлар
дейилади. 
Улар вакансиялар ёки ёт атомлар, ўз ўрнидан (тугунидан) сиртга чиқариб 
юборилган панжаранинг хусусий (ўз) атомлари, ёт атомлар гурухлари 
бўлиши мумкин. 
Нуқсонлар сирт ҳоссаларига икки йўл билан:
Биринчидан, Ферми сатҳи орқали таъсир кўрсатиши мумкин чунки у 
нуқсонлар табиати ва зичлигига боғлиқ. Иккинчидан, сиртий жараёнларнинг 
ўзида сиртий рекомбинацияда, адсорбцияда ва катализда нуқсонларнинг 
бевосита қатнашиши орқали таъсир кўрсатиши мумкин.
Бир нав муайян нуқсонлар бор деб фараз қилайлик. Сиртда бундай 
нуқсонларнинг кўпроқ ва озроқ зичликли соҳалари бор бўлсин. У ҳолда 
Ферми сатҳи турли жойда турли вазиятда бўлади:
Е
F
= E
F
(у,z) 
Бу эса сиртда энергия зоналари эгриланган бўлади демакдир. 
Ҳақиқатан, нуқсонлар нотенис жойланган ҳолда Ферми сатҳи Е
F
сиртнинг 
турли жойида турли бўлади, адсорбланнш қобилияти ҳам турлича бўлади. 
Яна бир мисол шуки, сиртнинг турли жойларида хемосорбцион боғланиш 
турли бўлиши мумкин. Бундай сирт парчаларини «акцептор» ва «донор» 
парчалар деб номлаш мумкин. 
Е
F
турли бўлган жойларда каталитик фаоллик ошганроқ ёки 
камайганроқ бўлади. 
Бироқ, нуқсонларнинг нотекис тақсимланиши сабабидан келиб чиққан 
сиртининг бир жинсли эмаслиги адсорбция оқибатида муайян даражада 
текисланиши мумкин. Температура кўтарила борганда ҳам шундай 
текисланиш юз беради, бунда нуқсонлар кўчиши ва улар зичликлари 
тенглашиши юз беради. 
Энди тузилиш нуқсонида юз берадиган адсорбцияни қарайлик. Мисол 
учун М+ва R
-
ионлардан тузилган МR панжарадаги F- марказда бир валентли 
электрмусбат С атом адсорбланишини кўрамиз. F- марказ ёнида 
маҳаллийлашган электрон бўлган бўш металлонд тугунидан иборат. Уни DL 
деб белгилаймиз. У маҳаллий эркин валентлик бўлиб, ўзига чет заррани 
қабул қила олади. Агар шу F- марказдан унинг электрони узоқлаштирилган 
бўлса, унда D
p
L белги берамиз. 

---

111 
13.2- расмда кристалл сирти энергетик зонавий чизмаси келтирилган, 
F- марказларни махаллий D донор сатҳлар, С атомлар хемосорбланган 
атомли F- марказларни эса СD махаллий донор сатхлар тасвирлайди. 
F- марказда адсорбция юз берганда хемосорбциянинг «мустаҳкам» 
шакли электроник нейтрал «суст» шакл эса зарядланган. Ҳақиқатдан, мазкур 
ҳолда хемосорбланган зарра бўш металлоид тугунига боғланади, у эса электр 
зарядига қиймати тенг мусбат зарядга эга деб қаралади. 
«Мустахкам» боғланиш ҳолида бўш тугуннинг заряди бу боғланишга
жалб қилинган электрон заряди билан компенсирланади (мувозанатланади, 
нейтрaлланади): 
«Суст» боғланиш ҳолида бу заряд компенсарланмайди. «мустаҳкам» 
боғланиш – икки электронли боғланиш, «Суст» боғланиш бир электронли 
боғланиш бўлади. 
Адсорбция бориб турган сайин D сатҳлар йўқолиб, уларнинг ўрнига 
СD сатҳлар пайдо бўлади, бу эса Ферми сатҳи силжишига олиб келади. 
Агар D ва СD сатҳлар ўтказувчанлик зонасидан етарлича пастда бўлса, 
D
р
L+eL↔DL, СD
р
L+eL↔СDL ўтишлар бўлмайди дейиш мумкин ва бу ҳолда 
нейтрал ва ионланган F- марказларда адсорбция мустақил юз беради. Шу 
ҳолда «рангланган» ( яъни нейтрал F- марказлари бор) кристалда 
«рангланмаган» (яъни ионланган F- марказлари бор) кристалдагига нисбатан 
адсорбцион қобилият γ марта катта бўлади: 
γ = exp (
KT
q
q
o

) = exp(
kT
V
V
D
СД

) (13.1) 
(масалан, хона температурасида ва 
D
СD
V
V

=0,2эВ бўлганда γ =10
3
бўлади). 
F–марказлар 
адсорбцион 
марказлар 
сифатида 
фақат 
ишқорий 
галоидлардагина эмас, балки ихтиёрий бошқа кристалларда ҳам намоён 
бўлиши мумкин. 
F – марказлар билан бир қаторда адсорбция марказлари сифатида V – 
марказлар ҳам хизмат қила олади. 
V – марказ MR кристаллардаги ёнида ковак жойлашган металлик бўш 
сатҳ бирлашмасидир. F- ва V – марказлардан ташқари, сиртнинг бошқа 
тузилиш нуқсонлари ҳам адсорбция марказлари бўла олади. 
Масалан , СО молекулалари учун хемосорбланган О атомлари 
адсорбция марказлари бўлади. 
Сиртнинг нуқсонлари адсорбция марказлари ва сиртнинг эркин 
валентликлари учун маҳаллийлашиш (ўрнашиш) марказлари бўла туриб 
катализда фаол марказлар вазифасини бажариши мумкин. Шундай нуқсонлар 
бирлашмалари («ансамбллари») ҳам анашу вазифани ўтай олади. 
Ҳақиқатда сиртдаги айрим нуқсонлар ва уларнинг бирлашмалари 
кристал панжараси билан бир бутунни ташкил қилади ва уларнинг ҳоссалари 
панжаранинг ҳоссалари билан аниқланади.