इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण (ET) तब होता है जब एक इलेक्ट्रॉन एक परमाणु या अणु से दूसरी ऐसी रासायनिक इकाई में स्थानांतरित हो जाता है। ET कुछ प्रकार की रेडोक्स प्रतिक्रियाओं का एक यंत्रवत विवरण है जिसमें इलेक्ट्रॉनों का स्थानांतरण शामिल है।[1] इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री ईटी प्रतिक्रिया है। ET प्रतिक्रियाएं प्रकाश संश्लेषण और कोशिकीय श्वसन के लिए प्रासंगिक हैं। ET प्रतिक्रियाओं में आमतौर पर संक्रमण धातु परिसर शामिल होते हैं,[2][3] कार्बनिक रसायन विज्ञान में ET कुछ वाणिज्यिक पोलीमराइजेशन प्रतिक्रियाओं में एक कदम है। यह फोटोरेडॉक्स कटैलिसीस की नींव है।
इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण की कक्षाएं
आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
आंतरिक क्षेत्र ET में, ET के दौरान दो रेडॉक्स केंद्र सहसंयोजक रूप से जुड़े हुए हैं। यह सेतु स्थायी हो सकता है, जिस स्थिति में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण घटना को इंट्रामोल्युलर इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण कहा जाता है। अधिक सामान्यतः, हालांकि, सहसंयोजक संबंध अस्थायी होता है, जो ET से ठीक पहले बनता है और फिर ET घटना के बाद डिस्कनेक्ट हो जाता है। ऐसे मामलों में, इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण को अंतर-आणविक इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण कहा जाता है। एक आंतरिक क्षेत्र ET प्रक्रिया का एक प्रसिद्ध उदाहरण जो एक अस्थायी ब्रिज इंटरमीडिएट के माध्यम से आगे बढ़ता है [CoCl(NH) की कमी है3)5][Cr(H .) द्वारा 2+2ओ)6]2+. इस मामले में, क्लोराइड लिगैंड ब्रिजिंग लिगैंड है जो सहसंयोजक रेडॉक्स भागीदारों को जोड़ता है।
बाहरी क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
बाहरी क्षेत्र ईटी प्रतिक्रियाओं में, भाग लेने वाले रेडॉक्स केंद्र ईटी घटना के दौरान किसी भी पुल के माध्यम से जुड़े नहीं हैं। इसके बजाय, इलेक्ट्रॉन अंतरिक्ष के माध्यम से कम करने वाले केंद्र से स्वीकर्ता तक पहुंचता है। बाहरी क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण विभिन्न रासायनिक प्रजातियों के बीच या समान रासायनिक प्रजातियों के बीच हो सकता है जो केवल उनके ऑक्सीकरण अवस्था में भिन्न होते हैं। बाद की प्रक्रिया को स्व-विनिमय कहा जाता है। एक उदाहरण के रूप में, स्व-विनिमय परमैंगनेट और इसके एक-इलेक्ट्रॉन कम सापेक्ष मैंगनेट के बीच ऊर्जा स्तर की प्रतिक्रिया का वर्णन करता है:
- [एमएनओ4]- + [Mn * O4]2− → [MnO4]2− + [एमएन * ओ4]-
सामान्य तौर पर, यदि इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण लिगैंड प्रतिस्थापन की तुलना में तेज है, तो प्रतिक्रिया बाहरी क्षेत्र के इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण का पालन करेगी।
अक्सर तब होता है जब एक/दोनों अभिकारक निष्क्रिय होते हैं या यदि कोई उपयुक्त ब्रिजिंग लिगैंड नहीं है।
मार्कस सिद्धांत की एक प्रमुख अवधारणा यह है कि इस तरह की स्व-विनिमय प्रतिक्रियाओं की दरें गणितीय रूप से क्रॉस प्रतिक्रियाओं की दरों से संबंधित हैं। क्रॉस रिएक्शन में ऐसे साझेदार शामिल होते हैं जो उनके ऑक्सीकरण राज्यों से अधिक भिन्न होते हैं। एक उदाहरण (कई हजारों में से) योडिद द्वारा परमैंगनेट की कमी से आयोडीन और, फिर से, मैंगनेट का निर्माण होता है।
बाहरी गोले की प्रतिक्रिया के पांच चरण
- 1. रिएक्टेंट्स एक साथ फैलते हैं, एक एनकाउंटर कॉम्प्लेक्स बनाते हैं, उनके सॉल्वेंट शेल्स => प्रीकर्सर कॉम्प्लेक्स (काम की आवश्यकता होती है =w .)r)
- 2. बांड की लंबाई बदलना, विलायक को पुनर्गठित करना => सक्रिय परिसर
- 3. इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
- 4. बंधन लंबाई का विश्राम, विलायक अणु => उत्तराधिकारी परिसर
- 5. उत्पादों का प्रसार (काम की आवश्यकता है=wp)
विषम इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
विषम इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण में, एक इलेक्ट्रॉन एक रासायनिक प्रजाति और एक ठोस अवस्था इलेक्ट्रोड के बीच चलता है। विषम इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण को संबोधित करने वाले सिद्धांतों में इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री और सौर कोशिकाओं के डिजाइन में अनुप्रयोग हैं।
सदिश इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
विशेष रूप से प्रोटीन में, इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण में अक्सर एक इलेक्ट्रॉन को एक रेडॉक्स-सक्रिय केंद्र से दूसरे में रोकना शामिल होता है। होपिंग पाथवे, जिसे वेक्टर के रूप में देखा जाता है[disambiguation needed], एक इन्सुलेटिंग मैट्रिक्स के भीतर ईटी को मार्गदर्शन और सुविधा प्रदान करता है। विशिष्ट रेडॉक्स केंद्र लौह-सल्फर क्लस्टर हैं, उदा। 4Fe-4S फेरेडॉक्सिन। इन साइटों को अक्सर 7-10 से अलग किया जाता है, जो तेज बाहरी क्षेत्र ET के साथ संगत दूरी है।
सिद्धांत
ईटी का पहला आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत रूडोल्फ ए। मार्कस द्वारा बाहरी-क्षेत्र इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण को संबोधित करने के लिए विकसित किया गया था और यह एक संक्रमण-राज्य सिद्धांत दृष्टिकोण पर आधारित था। तब इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के मार्कस सिद्धांत को नोएल हशो और मार्कस द्वारा आंतरिक-क्षेत्र इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण को शामिल करने के लिए विस्तारित किया गया था। मार्कस सिद्धांत | मार्कस-हश सिद्धांत नामक परिणामी सिद्धांत ने तब से इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण की अधिकांश चर्चाओं को निर्देशित किया है। हालांकि, दोनों सिद्धांत प्रकृति में अर्ध-शास्त्रीय हैं, हालांकि उन्हें जोशुआ जोर्टनर , अलेक्जेंडर एम। कुजनेत्सोव और फर्मी के सुनहरे नियम से आगे बढ़ने वाले और गैर-विकिरण संक्रमणों में पहले के काम के बाद पूरी तरह से क्वांटम यांत्रिक उपचार तक बढ़ा दिया गया है। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण पर वाइब्रोनिक युग्मन के प्रभावों को ध्यान में रखने के लिए सिद्धांतों को सामने रखा गया है; विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण का पीकेएस सिद्धांत ।[4] प्रोटीन में, ET दरें बांड संरचनाओं द्वारा नियंत्रित होती हैं: इलेक्ट्रॉन, वास्तव में, प्रोटीन की श्रृंखला संरचना वाले बांडों के माध्यम से सुरंग बनाते हैं।[5]
यह भी देखें
- इलेक्ट्रॉन समकक्ष
- विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया तंत्र
- विलयित इलेक्ट्रॉन
इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची
- कार्बनिक रसायन शास्त्र
- ऊर्जा के स्तर को कम करना
- परमैंगनेट
- सौर सेल
- गैर-विकिरणकारी संक्रमण
- बाहरी क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
- आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
- सॉल्व्ड इलेक्ट्रान
संदर्भ
- ↑ Piechota, Eric J.; Meyer, Gerald J. (2019). "इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण का परिचय: सैद्धांतिक नींव और शैक्षणिक उदाहरण". Journal of Chemical Education. 96 (11): 2450–2466. Bibcode:2019JChEd..96.2450P. doi:10.1021/acs.jchemed.9b00489. S2CID 208754569.
- ↑ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
- ↑ Holleman, A. F.; Wiberg, E. (2001). Inorganic Chemistry. San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-352651-5.
- ↑ Susan B. Piepho, Elmars R. Krausz, P. N. Schatz; J. Am. Chem. Soc., 1978, 100 (10), pp 2996–3005; Vibronic coupling model for calculation of mixed-valence absorption profiles; doi:10.1021/ja00478a011; Publication Date: May 1978
- ↑ Beratan DN, Betts JN, Onuchic JN, Science 31 May 1991: Vol. 252 no. 5010 pp. 1285-1288; Protein electron transfer rates set by the bridging secondary and tertiary structure; doi:10.1126/science.1656523
