La théorie de l'état de transition : un outil de dynamique réactionnelle appliqué à des réactions gaz-surface

Les réactions de désorption associative, au cours desquelles une molécule, composée d’atomes séparément adsorbés, désorbe d’une surface métallique, constituent une étape fondamentale dans le processus de la catalyse hétérogène. La compréhension de ce mécanisme élémentaire peut apporter de précieuses informations dynamiques et cinétiques sur les réactions impliquant une molécule et une surface. Les approches statistiques reposant sur la théorie de l’état de transition ont été utilisées pour déterminer les distributions d’états des molécules formées.

Pour des processus à barrière retardée, tels que H₂/Pt(111), la théorie de l’état de transition fournit une description directe des distributions d’états de H₂ en phase gazeuse. À l’opposé, pour des réactions à barrière avancée, telles que H₂/Cu(111), de forts transferts d’énergie entre degrés de liberté de H₂ ont lieu lors de la désorption.

L’approche que nous avons baptisée «approche statistico-dynamique», reposant en partie sur la théorie de l’état de transition et prenant en compte les transferts d’énergie entre les mouvements de rotation et de translation, permet alors de décrire la distribution d’états rotationnels des molécules nouvellement formées. L’application des méthodes statistiques à ces deux types de processus conduit à des distributions d’états en très bon accord à la fois avec les calculs de dynamique classique et avec les résultats expérimentaux.