Катализатор должен химически взаимодействовать хотя бы с одним из компонентов реагирующих веществ (с образованием координационных, ионных или ковалентных связей).
Исходя из основ постулата о химической природе взаимодействия в каталитической реакционной системе можно сформулировать некоторые важные для предвидения каталитического действия термодинамические и кинетические принципы.
В результате такого взаимного воздействия в реакционной системе устанавливается стационарный состав поверхности катализатора, определяющий его каталитическую активность. Отсюда следует, что катализатор не просто место осуществления реакции, а непосредственный участник химического взаимодействия, и его каталитическая активность обусловливается химической природой катализатора и его химическим сродством к реактантам.
В соответствии с современными физико-химическими представлениями о сущности катализа катализатор и реагирующие вещества следует рассматривать как единую каталитическую реакционную систему, в которой химические превращения испытывают не только реактанты под действием катализатора, но и катализатор при взаимодействии с реагентами.
Надо отметить, что в катализе одинаково важны как физические, так и химические закономерности каталитического действия.
Теории, базирующиеся на химическом подходе к сущности каталитического действия.
Теории, утверждающие преобладающую роль в катализе физических, прежде всего адсорбционных, свойств катализатора;
В настоящее время еще нет единой и общепризнанной теории катализа. В разное время исследователями ряда стран предлагались взаимно дополняющие друг друга частные теории, базирующиеся на различных физико-химических аспектах каталитического действия.
Их можно подразделить на 2 группы:
К I группе можно отнести так называемые теории адсорбционного катализа со следующими видами адсорбции:
— точечной (одноцентровой) адсорбцией на однородной и неоднородной поверхностях (И. Лэнгмюр, X. С. Тейлор, С. З. Рогинский, Я. Б. Зельдович, М. И. Темкин и др.);
— многоцентровой адсорбцией (мультиплетная теория А. А. Баландина (принцип геометрического соответствия) и теория активных ансамблей Н. И. Кобозева).
Ко II группе можно отнести:
— ранние теории промежуточного химического соединения (Д. И. Менделеев, П. Сабатье, Н. Д. Зелинский, В. Н. Ипатьев);
— электронную теорию катализа (Ф. Ф. Волькенштейн);
— принцип энергетического соответствия мультиплетной теории А. А. Баландина;
— современную физико-химическую теорию гетерогенного катализа Г. К. Борескова.
Так, без знания химической сущности (т. е. «химизма») катализа невозможен научно обоснованный подбор типа и химический состав катализатора, а кинетическое описание каталитической реакции на данном катализаторе невозможно без знания закономерностей физических (точнее, физико-химических) процессов, протекающих на границе раздела фаз, например, адсорбционных (хемосорбционных) процессов.