4. Das System O/H/H2O auf Pt(111)

Unter der Annahme, daß Wasser und Sauerstoff im Verhältnis 1:1 reagieren,
erhält man aus einer vollständig mit O bedeckten Fläche ( ΘO = 025 , ) bei genügender
Wasserzugabe eine maximale globale Bedeckung mit OH von ΘOH = 05 , .
In Kapitel 4.3.2 wird gezeigt, daß der lokale Bedeckungsgrad in der OH-Struktur
Θ Insel
OH = 2/ 3 beträgt. Das bedeutet, daß die bei der vollständigen Umsetzung des
Sauerstoffs entstehenden OH-Inseln nach Gl. 4.4 nur 75% der Fläche bedecken
sollten.
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OH
Insel
Θ × = Θ
Θ
θ
Θ
Insel
OH
Insel
OH
θ Insel OH
(4.4)
= absoluter Bedeckungsgrad von OH in Inseln
= relativer, von Inseln bedeckter Flächenanteil
= absoluter Bedeckungsgrad von OH auf der Fläche
Abb. 4-3 zeigt allerdings eine fast vollständig (nahezu 100%) mit OH bedeckte
Fläche, θ Insel ist also nahe 1. Dies ist nicht nur lokal zu beobachten, sondern tritt
überall auf der Oberfläche auf. Nach Gl. 4.4 ergibt sich somit eine globale
Bedeckung von ΘOH = 2/ 3,
die nicht mit einem einfachen stöchiometrischen
Verhältnis zwischen H2O und O von 1:1 zu erklären ist, da dieses nur eine
globale Bedeckung von Θ OH = 05 , hervorbringen kann.
Bei einem stöchiometrischen Verhältnis von 2:1, wie von den genannten
Autoren berichtet, ergibt sich bei einem quantitativen Umsatz eine theoretische
globale Bedeckung von Θ OH = 075 , . Diese Menge reicht aus, um eine vollständig
mit OH bedeckte Fläche zu erzeugen.
Die STM-Aufnahmen zeigen demnach ebenfalls, daß ein stöchiometrisches
Verhältnis von 1:1 bei der Reaktion zwischen H2O und O nicht mit den experimentellen
Befunden in Einklang zu bringen ist. Es bleibt aber unklar, wie die
Reaktion zwischen zwei Wassermolekülen und einem O-Atom abläuft, denn bei
der Konstruktion einer Reaktionsgleichung tauchen verschiedene Schwierigkeiten
auf, die im folgenden genannt werden sollen.
Nach der von CREIGTHON et al. vorgeschlagenen Reaktionsgleichung wird pro
umgesetztes O-Atom ein H-Atom gebildet [126, 129]:
2 H O + O → 3 OH + H
(4.5)
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