Введение в физическую химию формирования текстуры гетерогенных катализаторов (часть III), страница 13

Обсудим условие “г”. Общий анализ проблемы образования упорядоченной структуры проведен ранее в [5,б]. Там же рассмотрена модель дальнодействующей молекулярной селекции подходящих партнеров, которая основана на взаимодействии их электростатических полей. Комплементарность таких полей усиливает уже дальнее взаимодействие, служит своеобразным информационным кодом или паролем [10,41,42], обеспечивающим селекцию, а заключительный контроль осуществляется при непосред-ственном контакте по геометрической комплементарности. Такая модель расширяет принцип ”двойной комплементарности” Лена [42], т.к. обе составляющих двойной комплементарности (энергетическое и геометрическое соответствие) у Лена рассмат-риваются вместе, без выделения особой роли дальнего энергетического соответствия, которое может активно проявляться до непосредственного контакта. По нашим пред-ставлениям [5,б], активная роль энергетического соответствия – не только в селекции из-за узнавания на расстоянии. Дополнительно возможна и реконструкция обоих или одного из партнеров по мере их сближения в конфигурации, оптимальные для последующей стыковки. Такая направленная реконструкция возможна, если хотя бы один из партнеров обладает мобильной структурой, способной подстраиваться под профиль силового поля партнера, воздействие которого усиливается по мере сближе-ния *[10]. Причина этого усиления в том, что энергия дальнодействующего взаимо-действия в общем случае пропорциональна 1/Hm, где H – расстояние между центрами сближающихся объектов [6,37,38,45,46]. При кулоновском взаимодействии пары противо-ионов величина показателя m = 1, для парного в-д-в взаимодействия ион/диполь m = 2, диполь/диполь m = 3, индуцированный диполь/ион m = 4 и т. д., вплоть до дисперси-онного, где m = 6. Но переход от взаимодействия пары центров к взаимодействию многих центров приводит к эффекту аддитивности, наиболее сильному для дисперси-онных сил. Согласно макроскопической теории коллективных межмолекулярных взаи-модействий Лифшица c соавт. [45,[53]] и другим современным теориям [10,46], учет такой аддитивности снижает значение m до 1 ¸ 2 даже при преимущественно дисперсионном взаимодействии. Кроме того, экспериментальные и теоретические исследования последних десятилетий показали существование ряда дополнительных сил. Важней-шими являются гидратационные (сольватационные) силы гидрофильного отталки-вания и гидрофобного притяжения, обусловленные изменением свойств жидкости в тонком зазоре между частицами [43,46,[54]]. Эти силы обсуждаются далее в разделе 1.4, а здесь отметим, что по интенсивности и дальнодействию они близки к кулоновским и аддитивным ван-дер-вальсовским, а действие совокупности дальнодействующих сил проявляется на расстояниях 5-15 нм и более [46]. Наиболее селективны среди таких сил кулоновские, не только остро реагирующее на знак и расположение зарядов (карту зарядов), но также способные формировать карту индуцированных диполей на легко поляризуемых центрах партнера. Можно полагать, что общий геометрический рельеф и состав поверхности воспроизводятся и картами в.д.в сил, но из-за меньшей специфич-ности эти силы просто способствуют сближению, а кулоновские, индуцированные ими электростатические, а также гидрофобные взаимодействия представляются наиболее сильными координаторами ориентированного сближения.

Отметим, что в подавляющем числе известных работ по самоорганизации и моле-кулярному узнаванию рассматривается взаимодействие сложных органических моле-кул с “мягким“ взаимодействием, обусловленным преимущественно водородными связями [9,10,42]. Но водородные связи по свойствам занимают промежуточное положение между типичными химическими (ковалентными) и физическими (кулонов-скими и в.д.в.) связями, эффекты дальнодействия и аддитивности для таких связей несопоставимо малы по сравнению с типичными физическими связями. В этом, по-видимому, основная причина малого внимания к рассмотренным механизмам дальней ориентации в процессах группы  “г”.