Новое достижение науки раскрывает подробности образования молекулы CO2, способные
привнести значительные усовершенствования в технологию контроля за состоянием автомобильных выхлопов, очистки воздуха и химического детектирования.
Используя сканирующий туннельный микроскоп (СТМ) в качестве "нанореактора", Уилсон Хо (Wilson Ho, UC-Irvine)
исследовал процесс окисления одиночной молекулы моноксида углерода CO (угарного газа) на металлической поверхности.
В этой реакции каталитического окисления
CO вступает в химическую связь с кислородом на поверхности металла с образованием углекислого газа CO2.
Помещая молекулу CO рядом с двумя атомами кислорода на поверхности серебра, исследователи обнаружили, что для протекания реакции необходимо очень
плотно сблизить указанные реагенты.
Когда CO находится на минимально возможном удалении от атома кислорода на поверхности (всего 1,78 
), формируется промежуточный комплекс
O-CO-O, никогда ранее не наблюдавшийся (см. иллюстрацию Physics News Graphics).
Затем туннелирующие электроны с иглы СТМ переводят комплекс в более высокое энергетическое состояние, позволяющее
создать молекулу CO2 и одиночный атом кислорода (в реальной ситуации, правда, этому чаще способствует термическое возбуждение, чем туннелирующие
электроны). В отдельных экспериментах, направленных на поиск иного пути протекания той же химической реакции, исследователи помещали молекулу CO на кончик иглы микроскопа,
располагая ее затем максимально близко к атому кислорода на поверхности серебра. В этом случае CO и O ослабляют свои связи с поверхностью иглы и серебра
соответственно. В конце концов, оба реагента оказываются на поверхности металла, взаимодействуют и формируют молекулу CO2. Тем самым было показано, что первоначальное
нахождение реагентов на поверхности не является необходимым условием протекания данной реакции формирования CO2; вполне достаточно чтобы
молекула
CO достаточно приблизилась к поверхности извне.
Кроме того, ученые отвергают идею о том, что CO вступает в реакцию с молекулярным кислородом на поверхности металла с образованием молекулы CO2; напротив,
утверждается,
что в реакцию с CO вступает только атомарный кислород (Hahn and Ho, Physical Review Letters, 15 октября 2001).
Источник: Physics News Update #561, октябрь 2001.
