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第一章.催化化学绪论

最早记载有“催化现象”的资料，可以追溯到四百多年前，

1597年由德国炼金术士A.Libavius（1540~1616）著的

“Alchymia”一书。

而“催化作用”作为一个化学概念，则是在这之后数百年，

于1836年才由瑞典化学家J.J.erzelius(1779~1848)在其著名的

“二元学说”基础上提出来。他认为具有催化作用的物质，除了

和一般元素和化合物一样与电性向导（正、负）的两部分组成

（二元）之外，还具有一种所谓的催化力（catalytischecraft），

并引入（catalysis，分解）一词，以和一般化学反应相区别。

1894年，德国化学家W.Ostwald(1853~1932)认为催化剂是

一种可以改变一个化学反应速度而又不存在于产物中的物质。27

第一章.催化化学绪论

化学反应体系两要素：

第一个是这个反应能否进行，若能进行，它能进行到什么程

度？即反应会停在什么平衡位置，其平衡组成如何？化学热力学

能告诉人们关于这一问题的答案。

第二个问题是热力学上可行的反应进行的快慢如何？也就是

说需要多久能达到平衡位置。这个问题和有关的问题属于化学动

力学的范围。

从经济上考虑，一个化学过程要付诸工业实践，必须极有足

够好的平衡产率，又有足够快的反应速度。

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第一章.催化化学绪论

催化(catalysis)一词是由两个希腊字拼成,字首cata-

表示下降,动词lysein意思是分裂或破碎。贝采里乌

斯可能是用“catalysis”一词来表示把阻碍分子反应

的正常力破解掉。

第一阶段（1925~1950）：1925年由H.S.Taylor提

出的活性中心学说。人们根据均相反应发展起来的中

间化合物理论，通过对反应动力学和吸附作用的研

究，对活性中心作了概念性的了解。

初级阶段的化学理解

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第一章.催化化学绪论

第二阶段（1950~1970）：催化理论探讨的主要对象是固体催化剂

固体能带概念的催化电子理论，采用固体能带模型,认为催化剂的性

质是由能带效应控制的

n型半导体:固体中的价电子占据着价带，它们能给

激发到导带上，而导带上的电子则能迁移至固体表面并将吸附物还

原

p型半导体:价带中的空能级（也叫空穴）能迁移至表面，并从吸

附物获得电子使吸附物氧化。

缺陷：这种模型主要考虑的分子相互之间“长程”作用，忽略了反

应物和表面之间的“定域”作用；既没有考虑表面几何学，没有考

虑电子轨道的形状和方向性。

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第一章.催化化学绪论

第三阶段（1970~今）：催化理论获得了新的发展，这主要因归功

于对均相催化和酶催化研究取得的惊人成就。

首先，对均相配合物催化的研究，由于所用催化剂是比较简单的配

合物分子。有一定的化学组成和几何构型；它在反应中和反应物形

成的活化中间络合物又能被分离出来加以鉴定，催化工作者能在配

合物化学和金属有机化学的现代成就之上来探讨催化剂活性中心和

催化反应机理等一系列催化的基本问题。

生物酶催化的研究也获得了明显进展。目前，对一些酶的催化作用

已经可以从分子水平上作出某些解释。和均相配位催化剂一样，在

以下一些问题上已经比较清楚。

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现代催化化学研究工具和实验方法的进步：

（1）反应的化学机理：通过检测反应中生成的中