對(duì)于能做催化劑的金屬而言,一般需要其有較豐富的電子性質(zhì),有較大容易變形的電子云,這樣利于接觸反應(yīng)物,同時(shí)松散的電子云也利于反應(yīng)的產(chǎn)物的離去。因此,過(guò)渡金屬(Ni、Pt、Pd、Ru)具有較好的催化性能,而主族金屬作為催化劑的主要活性中心較少,因?yàn)橹髯褰饘僭貎A向于失去或得到電子形成穩(wěn)定,相對(duì)惰性的電子結(jié)構(gòu),不利于和反應(yīng)底物發(fā)生作用。比如,Li,Na,K,Mg,Ca等,因而不能作為催化劑的主要活性成分。當(dāng)然有些場(chǎng)合可以作為添加劑存在,改進(jìn)催化劑的性能。
通常,金屬作為主要活性中心的催化劑有多種形式,可以表現(xiàn)為零價(jià)態(tài)的金屬催化劑、具有可變價(jià)態(tài)的金屬氧化物催化劑、離子形式的金屬配合物催化劑等等。
對(duì)于零價(jià)態(tài)的金屬催化劑,金屬一般是以零價(jià)形式存在,比如Ni、Pt、Pd、Ru等等。這類金屬用于加氫的較多。段昊解釋的加氫反應(yīng)的中間產(chǎn)物圖式,便是經(jīng)典一例。
對(duì)于具有可變價(jià)態(tài)的金屬氧化物催化劑,通常是用在氧化反應(yīng)中。一般而言該金屬化合價(jià)可變,利于反應(yīng)過(guò)程中傳遞電子,實(shí)現(xiàn)氧化。比如錳的氧化物形式的催化劑。
另外,對(duì)于“Ni, Pt, Pd, Rh催化烯烴和氫氣的加成反映?它們?cè)谥芷诒砩鲜峭粋€(gè)副族,有什么關(guān)系嗎?”不嚴(yán)格的話,可以理解為這類金屬是同一個(gè)副族,因而電子性質(zhì)在某些方面有相似性,表現(xiàn)在催化上都可以加氫。但具體上,加氫的活性是有區(qū)別。