電子轉移
當電子從原子或分子轉移到另一個這樣的化學實體時,就會發生電子轉移 (ET)。 ET 是對某些涉及電子轉移的氧化還原反應的機理描述。
電化學過程是ET反應。 ET 反應與光合作用和呼吸作用有關。 ET 反應通常涉及過渡金屬絡合物。在有機化學中,ET 是一些商業聚合反應中的一個步驟。 它是光氧化還原催化的基礎。
電子轉移的類別
內層電子轉移
在內部球體 ET 中,兩個氧化還原中心在 ET 期間共價連接。 該橋可以是xxx性的,在這種情況下,電子轉移事件稱為分子內電子轉移。 然而,更常見的是,共價連接是暫時的,在 ET 之前形成,然后在 ET 事件之后斷開。 在這種情況下,電子轉移稱為分子間電子轉移。? 在這種情況下,氯配體是共價連接氧化還原伙伴的橋接配體。
外層電子轉移
在外層 ET 反應中,參與的氧化還原中心在 ET 事件期間不通過任何橋梁連接。 相反,電子通過空間從還原中心跳躍到受體。 外層電子轉移可以發生在不同的化學物質之間,也可以發生在僅氧化態不同的相同化學物質之間。 后一個過程稱為自我交換。 例如,自交換描述了高錳酸鹽與其單電子還原的相對錳酸鹽之間的簡并反應:
[MnO4]? + [Mn*O4]2? → [MnO4]2? + [Mn*O4]?
通常,如果電子轉移比配體取代快,則反應將遵循外層電子轉移。
通常在一種/兩種反應物都是惰性的或沒有合適的橋接配體時發生。
馬庫斯理論的一個關鍵概念是,這種自交換反應的速率在數學上與交叉反應的速率相關。 交叉反應需要不同的合作伙伴超過他們的氧化態。 一個例子(數以千計)是高錳酸鹽被碘化物還原生成碘和錳酸鹽。
異相電子轉移
在異質電子轉移中,電子在化學物質和固態電極之間移動。 解決異質電子轉移的理論在電化學和太陽能電池設計中有應用。
矢量電子轉移
特別是在蛋白質中,電子轉移通常涉及電子從一個氧化還原活性中心跳躍到另一個氧化還原活性中心。 被視為矢量的跳躍路徑在絕緣基質內引導和促進 ET。 典型的氧化還原中心是鐵硫簇,例如 4Fe-4S 鐵氧還蛋白。 這些站點通常相隔 7-10 ?,該距離與快速外層 ET 兼容。
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