Zur wellenmechanischen Theorie der Niederdruck-Polymerisations-Katalyse

Zusammenfassung

Für den Mechanismus der Olefinpolymerisation an Niederdruck-Katalysatoren wird eine theoretische Vorstellung entwickelt, die sich weniger auf strukturchemische als vielmehr auf die energetischen Effekte des Reaktionsablaufes bezieht. Als eigentliches katalytisches Agenz wird der singuläre Elektronenzustand betrachtet, der sich kurzzeitig während des durch Reduktion bedingten Valenzwechsels am Schwermetallatom ausbildet.

Die Überlagerung dieses Zustandes mit den Elektronenzuständen der Reaktionspartner im Übergangszustand führt zu einer ganz allgemeinen wellenmechanischen Deutung der chemischen Katalyse.

Der hieraus gefolgerte kinetische Verlauf der Katalysator-Aktivität als Funktion der Zeit ist in völliger Übereinstimmung mit den experimentellen Beobachtungen.

Ebenso lassen sich die zunächst nur aus empirischen Befunden abgeleiteten beiden Regeln der ND-Polymerisation mittels quantenchemischer Rechnungen begründen, nach denen

• 1. um so höhere Katalysator-Ausbeuten erhalten werden, je höher die mittleren Molekulargewichte der anfallenden Polymerisate sind, und

• 2. um so höhere mittlere Molekulargewichte entstehen, je tiefer die Anfangsvalenzstufe der Schwermetallkomponente gewählt wird.

Summary

A theoretical concept is given for the mechanism of low pressure olefin polymerization which corresponds mainly to energetical effects and not so much to structural effects. The unpaired electronic state which exists for only a short time during the valence change by reduction of the heavy metal atom is looked at as the real catalytical species.

The superposition of this state with the electronic states of reaction components in the transition state leads generally to a wavemechanical interpretation of chemical catalysis. On this basis expected kinetics show total agreement in catalytical activity as function of time with experimental observations.

The wavemechanical calculations lead also to an understanding of two empirical rules of low pressure polymerization which show

• 1. that normally the catalyst yield is growing with increasing average molecular weights of the polymers, and

• 2. the average molecular weights are the higher the lower the initial valence state of the heavy metal compound is.