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1、从催化作用的角度，谈谈高分散金属催化剂上，金属原子如何排列？(1)催化反应过程中，要完成催化作用，反应物分子必须被吸附到金属活性位上。
被吸附的反应物分子数量越多，活化的几率就越高，相应生成物也越多。
所以，金属表面的吸附性能很重要，关系到催化剂的选择性和催化效率的高低。
(2)在催化剂表面金属原子的排列有三种类型，处于晶角，晶棱和晶面上三种。
金属原子的吸附性与原子的不饱和度是成正相关的，而处于晶角和晶棱上的金属的不饱和度比晶面上的要高，另外，如果金属出现晶格缺陷时，也会提高不饱和度，从而提高吸附性能。
(3)所以，一定程度上，金属催化剂上金属原子排列的越不规整，边，角，褶皱等处的原子越多，则这种金属催化剂的吸附性就好，其催化性能也会相应提高。
2、从表面热力学角度出发，谈谈高分散金属催化剂上，金属原子如何排列才能达到最佳？从表面热力学角度讲，比表面积越低，表面自由能越低，表面就越稳定。
经验的规律是：高的表面原子密度和表面原子的高配位数。
这可以通过减小晶粒的比表面积并且确保只有低表面自由能的表面暴露在外来实现。
球型催化剂最稳定，但考虑到活性的因素，金属颗粒通常被做成削角八面体的3. 什么叫表面驰豫？什么叫表面重构？在催化研究中如何利用这两种过程？弛豫是指一个平衡体系因受外来因素快速扰动而偏离平衡位置的体系，在新条件下趋向新平衡的过程，如果表面原子只有垂直于表面的原子，则称为表面弛豫；表面重构是由于表面原子受力的情况与体内有所不同，或者由于有外来原子的吸附，最表面原子常有垂直于或倾斜与表面的位移，表面下的数层原子也会有垂直于或倾斜与表面的位移的现象，重构后周期性损失，相邻原子键合或形成悬挂键，表面自由能降低，使得体系稳定。
反应往往是在表面进行，在选择某催化剂之后，提高催化剂的催化效率的一个重要方法就是改变其表面，通过控制弛豫和重构的形成过程，得高活性表面结构，从而提高催化剂性能。
弛豫和重构过程的细节了解对改善催化剂操作性能具有关键的作用，重构促进并稳定了对催化剂的修饰，反之若重构起破坏作用，就要设法抑制它。
1. 由于固体表面原子的组成、排列、振动状态和体相原子的不同，由于悬挂键导致的化学性质活泼，以及周期性的势场中断导致的表面电子状态差异，固体表面形成很多导致表面形貌非均匀性的元素。
2. 体心立方 body-centred cubic
面心立方 face-centred cubic
简单立方 simple cubic
3. 面间距=a/(h 2+k 2+l 2)1/2=a/3
4.
5.⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡0221b b ⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡⎥⎦⎤2130a a 6. 减少表面积，表面吸附物质或形成表面氧化膜
7. 表面原子的受力情况和体内不同造成的表面原子层相对于体内原子层的整体移动以降低体系的能量，而表面原子的近邻数和旋转对称性均不改变的现象，这种现象称为表面弛豫。
晶体表面不是简单的三维晶格的终止,而是一种特殊的相——表面相。
在表面相中原子的排列和化学组成与体内不完全相同。
如果体内与表面平行的晶面上的2个基矢是为a1和a2, 则表面二维晶格的基矢为可能与此不同的a1s和a2s，这就称为表面再构现象。
TUT固体表面化学表面物理化学内容(1) 固体表面化学的发展史，并介绍我们所会遇到的各种表面和界面以及包括吸附等表面学科领域里的概念和研究技术。
(2) 固态化学基础知识，包括固体的晶体结构以及电性质。
(3) 固体表面结构，包括清洁表面和吸附物结构。
(4) 固体表面的热力学性质，特别强调表面偏析现象的本质。
(5) 表面原子在其晶格位置的振动和沿表面的运动，即表面扩散等。
(6) 表面电性质包括空间电荷效应，电子理论等。
(7) 化学键的本质，涉及吸附物与表面、吸附物与吸附物之间的相互作用等。
(8) 表面催化的基本概念以及典型的催化反应。
参考书目1. G. A. Somorjai, Introduction to Surface Chemistry and Catalysis. 1994, John Wiley& Sons Inc., New York.2. 丁莹如，秦关林，固体表面化学，1988，上海科技出版社3. 吴清辉，表面化学与多相催化，1991，化学工业出版社4. G. A. Somorjai, Chemistry in Two Dimensions, Surfaces, Cornell University Press, 1981.5. 表面化学与多相催化，图书6. 固体表面化学，超星图书7.表面化学物理[美] S.ROY MORRISON8.表面物理化学，谈慕华，黄蕴元9. 化学吸附的量子力学绘景，张辉刘士阳张国英，科学出版社10, 二维表面化学11, 高等学校教材固体物理教程，10072321Surfaces and Interfaces of Solid Materials (Springer Study edition) by H. Luuth. An excellent book, mostly focused on the surfaces of semiconductors.Modern Techniques of Surface Science (Cambridge Solid State Science Series) by T. A. Delchar, and D. P. Woodruff.A very good book which is mainly concerned with technique (as the titleindicates). If you work in the field this book is a “must”.Physics at Surfaces (Cambridge Univ. Press) by A. Zangwill. This book is complementary to the first. It is more about theory andconcepts than about technique. It is rather old but I think it is one of the best books one can buy.Concepts in Surface Physics (Springer Series in Surface Sciences) by M.C. Desjonqueres,D. Spanjaard. A modern and theory-focused book.内容Contents第一章引言Chapter 1 Surfaces-An Introduction第二章固体化学基础Chapter 2 An Introduction to Solid State Chemistry 第三章表面结构Chapter 3 Surface Structure第四章表面热力学Chapter 4 Surface Thermodynamics第五章表面动态学Chapter 5 Surface Dynamics第六章表面电性质Chapter 6 Electrical Properties of Surfaces 第七章表面化学键Chapter 7 Chemical Bonding on Surfaces 第八章表面催化作用Chapter 8 Catalysis on Surfaces1915 年Wolfgang Ostwald提出胶体和表面化学问题；”world of neglected dimensions” 经典的原子理论和胶体概念无法解释Chapter 1 Surfaces-An Introduction1.1 Historical perspectives1.2 Concepts related to solid surfaces1. Surface density2. Dispersion3. Thin films4. Internal surface5. Adsorption1.3 Unique features of solid surfaces1.4 Method for surface characterizations1.1 Historical PerspectiveBerzelius first used the “catalysis”in 1836认为是一未知的力(catalytic force)J. J. Berzelius (1779~1848)1823年J. W. D öbereiner 用Pt 表面催化H 2和O 2的反应Wilhelm Ostwald (1835~1932)Ostwald (1909 Nobel Prize) 比较清晰地提出催化作用的概念，并预言催化将在化学的各领域得到广泛认知，在工业中得到广泛应用Josiah Willard Gibbs, 1839-1903年化学热力学和统计热力学的奠基人Gibbs, 1877年提出适用于表面相的热力学理论Ostwald称赞Gibbs:从内容到形式，他赋予物理化学整整一百年Irving Langmuir, 1881-1957Nobel Prize (1932)它的主要贡献是：（1）发明了充惰性气体的灯泡，延长了灯泡寿命；（2）发明了人工降雨；（3）提出了单分子层吸附理论，设计出研究表面张力的“表面天平”；（4）首创了表面化学和等离子体物理学等新学科；（5）发明了高真空计和水银扩散泵等。
固体表面化学固体表面化学是一门研究固体表面的化学知识的学科，它集中研究固体与外界环境的相互作用，弥补了传统的固体物理和固体化学研究的不足。
由于固体表面的规律性强，固体表面上化学反应的速率快，它也是其他领域进行应用研究的重要学科。
固体表面化学有很多领域，涵盖了从表面特性检测和表面性能测试到表面活性剂、固体腐蚀和保护、表面催化以及表面改性等。
其中，表面特性检测涉及表面化学反应以及表面结构形貌的研究，而表面性能测试涉及表面表征、固体材料抗磨性能和耐腐蚀性能的研究；表面活性剂主要研究固体材料的表面活性，研究目的通常是提高固体物质的湿润性，提高材料的粘聚性；固体腐蚀和保护研究固体物质的表面耐腐蚀性和抗腐蚀性，它的研究主要是为了维护固体材料的稳定性；表面催化是一种能有效改变反应速率和反应路径的过程，需要研究介质、表面活性以及固体表面参与化学反应测试；最后，表面改性是研究固体表面改变表面特性的过程，主要依赖于固体材料表面的表征和参数测试，以及固体表面新的润湿性研究。
也正是基于固体表面化学，才使得现代科技发展得如此之迅速。
比如，许多材料表面可以利用表面改性技术改变其表面性能，使其具备更高的抗腐蚀性。
此外，在催化降解生物污染物方面，表面催化技术可以大大降低污染物的浓度，同时保护环境。
固体表面化学研究已经取得了重大的成就，但仍有许多值得深入研究的课题，如表面屏蔽、表面活性剂的分子表面作用、表面催化的活性位点机制、表面催化的可控性等。
未来，固体表面化学研究有望取得更大的突破，为新材料和新型催化剂的研发提供重要的理论支撑。
固体表面化学是一门多领域的学科，研究广泛，目标明确，且已经发展成许多高级别的科学理论，此外，它也为其他学科的发展带来了重大作用。
因此，固体表面化学十分重要，它利用可靠的实验结果以及明确的理论来指导及推动新材料在现代化学成果的研发，以更好地利用资源来解决实际生活中的问题。
