Theo Baladin, ngoài yếu tố tương hình học, khả năng phản ứng còn phụ thuộc năng lượng mối nối giữa các nguyên tử xúc tác và các nguyên tử chất phản ứng.
Baladin chia quá trình phản ứng thành 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: đứt mối nối giữa các chất phản ứng và tạo ra mối nối giữa nguyên tử chất phản ứng với nguyên tử xúc tác. Giai đoạn này đòi hỏi một năng lượng là E1.
+ Giai đoạn 2: đứt mối nối giữa các nguyên tử chất xúc tác và chất phản ứng; tạo ra mối nối giữa các nguyên tử sản phẩm. Giai đoạn này đòi hỏi một năng lượng là E2.
Trong thực tế có khi E1 > E2 và có khi E2 > E1. Như vậy năng lượng chung của phản ứng là Ec = E1 nếu E1 > E2
Để Ec nhỏ nhất thì E2≈ E1: gọi là tương đương năng lượng Phản ứng như sau:
Qui ước: năng lượng phá vỡ tức là năng lượng mất đi, ký hiệu là (-) năng lượng tạo thành tức là năng lượng toả ra, ký hiệu là (+) + Giai đoạn 1: ⇒ + Giai đoạn 2: ⇒ Đặt u : nhiệt phản ứng u = - QAB - QCD + QAC + QBD
s : tổng năng lượng mối nối của chất phản ứng và của sản phẩm s = QAB + QCD + QAC + QBD
q : thế năng hấp phụ
q = QAK + QBK + QCK + QDK Như vậy: E1 = q - s/2 + u/2
E2 = - q + s/2 + u/2
Trong đó: u, s: đối với một chất phản ứng thì u, s = const q : đối với các xúc tác khác nhau thì q ≠ nhau Đặt q = x ⇒ y1 = x - a (-a = - s/2 + u/2)
E = y ⇒ y2 = - x + b (b = s/2 + u/2)
Xây dựng trên cùng đồ thị 2 phương trình này: đồ thị là 2 đường thẳng vuông góc nhau và tạo với trục tung một góc 45o.
AB + CD K AC + BD E1 AB + 2 K AK + BK + q1 CD + 2 K CK + DK + q2 AB + CD + 4 K AK + BK + CK + DK + q1 + q2 E1 = - QAB - QCD + QAK + QBK + QCK + QDK E2 AK + CK AC + 2K + q3 BK + DK BD + 2K + q4 AK + BK + CK + DK AC + BD + 4 K + q3 + q4 E2 = - QAK - QBK - QCK - QDK + QAC + QBD
Khi đó tại M ta tìm được xúc tác có thế năng hấp phụ là:
q = QAK + QBK + QCK + QDK = 1/2 (QAB + QCD + QAC + QBD)
Trong thực tế khó chọn xúc tác có thế năng hấp phụ thoả mãn yêu cầu này. Vì vậy ta tìm những xúc tác có thế năng hấp phụ nằm trong vùng tối ưu từ qo1÷ qo2.
Khi y1 = 0: x = a ⇒ qo1 = a = 1/2 (s - u) Khi y2 = 0: x = b ⇒ qo2 = b = 1/2 (s + u)
⇒ * a = 1/2 (QAB + QCD + QAC + QBD + QAB + QCD - QAC - QBD) = QAB + QCD -a = - QAB - QCD : nhiệt phá vỡ mối nối của chất phản ứng
* b = 1/2 (QAB + QCD + QAC + QBD - QAB - QCD + QAC + QBD) = QAC + QBD b = QAC + QBD : nhiệt tạo thành mối nối của sản phẩm
Nếu ⏐a⏐> b : nhiệt phá huỷ > nhiệt tạo thành : phản ứng thu nhiệt Nếu ⏐a⏐< b : nhiệt phá huỷ < nhiệt tạo thành : phản ứng toả nhiệt
y u/2 x y1 y2 M qo1 s/2 qo2 ⇒ q = s/2 ⇒ M (s/2; u/2) ⇒ E1 = E2 = u/2 Mà E1 + E2 = u
⇒ M: điểm tương đương năng lượng Tại M: y1 = y2 tức là E1 = E2