轉化數與轉化頻率

假設你雇了一位計程車司機，想知道她幹得好不好。你可以問兩個不同的問題。第一：她整個職業生涯裡，到退休前一共載了多少位乘客？這衡量的是總產出，是她作為勞動者有多耐用。第二：她每小時能載多少位乘客？這衡量的是速度，是她此刻有多忙。評價催化劑用的正是這兩個數字，把它們混為一談是個經典錯誤。

轉化數（turnover number，記作 TON）是一個催化活性位點在最終「死掉」（失去活性）之前一共生成的產物分子總數。它衡量催化劑的壽命與耐用性——TON 越高，說明一點點催化劑能用很久才需要更換。工業催化劑的轉化數可達數百萬乃至更高。轉化頻率（turnover frequency，記作 TOF）是每個活性位點在單位時間內（通常是每秒或每小時）生成的產物分子數。它衡量催化劑此刻工作得有多快——也就是它的活性。一個催化劑可以 TOF 很高（非常快）但 TON 很低（很快就燒壞），也可以反過來。選擇性則是另一項獨立的、第三種優點：在催化劑可能生成的所有產物裡，你真正想要的那一種佔多大比例？一個催化劑哪怕又快又長壽，若做出來的是一鍋亂糟糟的混合物，也照樣沒用。

這些數字之所以重要，是因為它們把「這催化劑不錯」這種含糊的誇獎，變成了可比較的硬性工程指標。化學家報導一種新催化劑時，TON 和 TOF 是頭條數據，同時還要列出選擇性以及所需的條件。均相催化劑往往有驚豔的 TOF 和漂亮的選擇性，但 TON 一般，還帶著把它從產物中分離出來的麻煩；多相催化劑可能每個位點慢一些，卻結實到能在填充反應器裡連續運行許多年。不過要小心定義：TON 和 TOF 取決於你怎麼數活性位點，這對一個結構明確的單一金屬配合物很直接，但對一塊表面只有部分原子有活性的疙疙瘩瘩的固體卻著實很難——所以固體的報導數值往往是按每克或每單位表面積算的，而不是真正按每個位點算的。