В статье рассматриваются новая концепция катализа, в которой катализатору отведена роль носителя действующего фактора катализа. Непосредственными участниками каталитических реакций и действующими факторами гетерогенного катализа являются электроны. Между катализатором и реагентами реализуется донорно-акцепторный механизм взаимодействия, основанный на передаче и прийме электронов без образования химической связи. Приведены законы донорно-акцепторной теории гетерогенного катализа. Наиболее действенным способом повышения эффективности гетерогенного катализа является резонансное управление состоянием окисления катализатора, что позволяет увеличить скорость катализа и преодолеть запрет Сабатье.

В статье показан эволюционный путь, который прошли turnover frequency (TOF) и turnover number (TON) от “правила Борескова” до современных их определений. Из закона скорости катализа получен второй способ вычисления TOF с использованием характеристик вещества катализатора. Приведено доказательство возможности получения TOF двумя способами - с использованием характеристик процесса катализа и с использованием характеристик катализатора и реагентов. Доказана эквивалентность двух способов вычисления TOF. Оказалось, что TOF не является полноценной и однозначной мерой эффективности катализатора, как это обычно считалось. TOF лишь частично зависит от характеристик вещества катализатора. Оказалось, что TOF - это характеристика не катализатора, а системы “катализатор+реагенты” и ее значение непосредственно зависит от состояния их окисления. Предложено использовать список степеней окисления химических элементов в качестве главного инструмента при подборе катализаторов. Принцип Сабатье ограничивает величины TOF и TON посредством ограничения многоэлектронных переходов при изменении состояния окисления активных центров катализатора. Дано объяснение эффекту преодоления запрета Сабатье, при котором внешнее синхронное воздействие на катализатор позволяет достигать скорости каталитической реакции выше максимума Сабатье.

На основе обобщения экспериментальных и теоретических исследований в области катализа открыты три основных закона гетерогенного катализа. Из формулы закона скорости катализа получены важнейшие характеристики катализа – выход реакции, TOF и TON. Приведены формулы для вычисления выхода реакции, TOF и TON с использованием характеристик вещества катализатора. Разработана новая концепция гетерогенного катализа, в которой пересмотрена роль катализаторов в механизме ускорении химических реакций. В качестве параметров в формулах законов катализа использованы степени окисления реагентов и активных сайтов катализатора. Из законов катализа следует, что степени окисления - это настолько важные характеристики вещества катализатора и реагентов, что они напрямую влияют и на сам механизм катализа, и задают значения важнейших характеристик катализа. В качестве главного инструмента при подборе катализаторов необходимо использовать известный в химии список степеней окисления химических элементов. На основе законов катализа даны новые определения катализатора и катализа. Класс катализаторов расширен. Вещественные катализаторы дополнены полевыми катализаторами. Приведено обоснование катализа как фундаментального направления в науке.