Statistical Theory of Diffusion-Reaction Processes in the System "Metal-Adsorbate-Gas"

Abstract

We present a statistical theory for diffusion-reaction processes of gaseous mixture in the system "metal-adsorbate-gas". The theory is based on an equal consideration of electron-electron, electron-atom and atom-atom interactions between adsorbed, non-adsorbed atoms and atoms of metal surface. On a metal surface, the bimolecular reactions of the A + B ↔ AB type are possible between the adsorbed atoms which is typical of catalytic processes. By means of Zubarev nonequilibrium statistical operator, the system of transport equations is obtained for a consistent description of electronic kinetic and diffusion-reaction atomic processes.

До Статистичного Опису Електродифузійних Процесів Електронної Підсистеми Напівобмеженого Металу В Узагальненій Моделі “Желе”

“…Iнший теоретичний пiдхiд, пов'язаний iз гiдродинамiчною моделлю дослiджень поверхневих плазмонiв для просторово неоднорiдного електронного газу, запропоновано в роботах [20][21][22] з використанням теорiї вiдгуку [23] на базi кiнетичного рiвняння Больцмана. Квантову статистичну теорiю опису нерiвноважних процесiв у системах "метал-адсорбатгаз" було розвинуто у роботах [24][25][26], використавши метод нерiвноважного статистичного оператора (НСО) Д. Зубарєва [27,28]. Зокрема, самоузгоджений опис атомної та електронної пiдсистем пiд час дослiдження нерiвноважних процесiв було представлено у роботi [24] на кiнетичному рiвнi опису електронних процесiв.…”

“…Квантову статистичну теорiю опису нерiвноважних процесiв у системах "метал-адсорбатгаз" було розвинуто у роботах [24][25][26], використавши метод нерiвноважного статистичного оператора (НСО) Д. Зубарєва [27,28]. Зокрема, самоузгоджений опис атомної та електронної пiдсистем пiд час дослiдження нерiвноважних процесiв було представлено у роботi [24] на кiнетичному рiвнi опису електронних процесiв. У процесах адсорбцiї, десорбцiї, поверхневої дифузiї поверхня металу зазнає реконструкцiї зi змiною нерiвноважних властивостей як електронної, так iонної пiдсистем.…”

“…Отже, нерiвноважний статистичний оператор (29) є функцiоналом парних квазiрiвноважних кореляцiйних функцiй (31), рiвноважних кореляцiйних функцiй (24), середнiх значень параметрiв скороченого опису ρ k (q) t та мiкроскопiчних потокiв ρ(q) електронної пiдсистеми напiвобмеженого металу. Для повноти опису необхiдно за допомогою нерiвноважного статистичного оператора (29) отримати рiвняння переносу для ρ k (q ) t .…”

Viscoelastic description of electron subsystem of a semi-bounded metal within generalized "jellium" model

“…W kn (q n ; β) c jell (2.23) denote matrices of fluctuations of the cumulant averages of electron density and electron momentum, which are obtained with the nonequilibrium statistical operator of the "jellium" model of the electron subsystem [8,28,31,32]. Particularly, the matrix of the second cumulant has the following structure: 27) and p ki (q i ; β) jell = 0, since averaging of the momentum density operator proceeds with the equilibrium statistical operator. For the same reason, the averages…”

Chemical Reactions on Adsorbing Surface: Kinetic Level of Description

“…These equations contain determined adsorption constants of CO and O particles and constant rates of CO 2 synthesis on the surface. Theoretical scheme for diffusion-reaction processes of gaseous mixture in the system "metaladsorbate-gas" was presented in reference [10], where the authors considered both the kinetics of reacting atoms and the electron structure of surface.…”