बाहरी क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण

बाहरी क्षेत्र एक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण (ईटी) घटना को संदर्भित करता है जो रासायनिक प्रजातियों के बीच होता है जो ईटी घटना के पहले, दौरान और बाद में अलग और बरकरार रहता है। इसके विपरीत, आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के लिए ईटी से गुजरने वाले भाग लेने वाले रिडॉक्स साइट एक रासायनिक पुल से जुड़े होते हैं। क्योंकि बाहरी क्षेत्र में ET इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण दो गैर-जुड़े प्रजातियों के बीच होता है, इलेक्ट्रॉन को अंतरिक्ष के माध्यम से एक रेडॉक्स केंद्र से दूसरे स्थान पर जाने के लिए मजबूर किया जाता है।

माक्र्स सिद्धांत

मुख्य सिद्धांत जो बाहरी क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण की दरों का वर्णन करता है, 1950 के दशक में रूडोल्फ ए मार्कस द्वारा विकसित किया गया था। माक्र्स सिद्धांत का एक प्रमुख पहलू थर्मोडायनामिक ड्राइविंग बल (इलेक्ट्रॉन-विनिमय स्थलों की रेडॉक्स क्षमता में अंतर) पर इलेक्ट्रॉन अंतरण दर की निर्भरता है। अधिकांश प्रतिक्रियाओं के लिए, ड्राइविंग बल में वृद्धि के साथ दरें बढ़ती हैं। एक दूसरा पहलू यह है कि बाहरी क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण की दर पुनर्संगठनात्मक ऊर्जा पर विपरीत रूप से निर्भर करती है। पुनर्गठन ऊर्जा बांड की लंबाई और कोणों में परिवर्तन का वर्णन करती है जो ऑक्सीडेंट और रिडक्टेंट के लिए उनके ऑक्सीकरण राज्यों को बदलने के लिए आवश्यक हैं। इस ऊर्जा का मूल्यांकन स्व-विनिमय दरों (नीचे देखें) के मापन द्वारा किया जाता है।

बाहरी क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण का सबसे आम प्रकार है, विशेष रूप से जैव रसायन में, जहां रेडॉक्स केंद्र प्रोटीन के बीच में कई (लगभग 11 तक) एंगस्ट्रॉम से अलग होते हैं। जैव रसायन में, दो मुख्य प्रकार के बाहरी क्षेत्र ET हैं: ET दो जैविक अणुओं के बीच या निश्चित दूरी इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण, जिसमें इलेक्ट्रॉन एक एकल बायोमोलेक्यूल (जैसे, इंट्राप्रोटीन) के भीतर स्थानांतरित होता है।

उदाहरण

स्व-विनिमय

बाहरी क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण उन रासायनिक प्रजातियों के बीच हो सकता है जो उनके ऑक्सीकरण अवस्था को छोड़कर समान हैं। इस प्रक्रिया को स्व-विनिमय कहा जाता है। एक उदाहरण टेट्राहेड्रल आयनों [[परमैंगनेट]] और मैंगनेट के बीच डीजेनरेट ऊर्जा स्तर की प्रतिक्रिया है:

[एमएनओ₄]⁻ + [एमएन*ओ₄]²⁻ → [एमएनओ₄]²⁻ + [एमएन*ओ₄]^{-</सुप>}

ऑक्टाहेड्रल धातु परिसरों के लिए, स्व-विनिमय प्रतिक्रियाओं के लिए स्थिर दर ई की आबादी में परिवर्तन के साथ संबंधित है_g ऑर्बिटल्स, जिनमें से जनसंख्या धातु-लिगैंड बॉन्ड की लंबाई को सबसे अधिक प्रभावित करती है:

• [सह(bipy) के लिए]₃]⁺/[सह(बीप्स)₃]²⁺ जोड़ी, सेल्फ एक्सचेंज 10 पर आगे बढ़ता है⁹ एम^-1एस^-1. इस स्थिति में, इलेक्ट्रॉन विन्यास Co(I) से बदलता है: (t_2g)⁶(और_g)² Co(II) है: (बी_2g)⁵(और_g)^{2</उप>।}
• [सह(bipy) के लिए]₃]²⁺/[सह(बीप्स)₃]³⁺ पेयर, सेल्फ एक्सचेंज 18 M पर आगे बढ़ता है^-1एस^-1. इस स्थिति में, इलेक्ट्रॉन विन्यास Co(II) से बदलता है: (t_2g)⁵(और_g)² से Co(III): (टी_2g)⁶(और_g)^{0</उप>।}

आयरन-सल्फर प्रोटीन

बाहरी क्षेत्र ईटी आयरन-सल्फर प्रोटीन के जैविक कार्य का आधार है। Fe केंद्रों को आमतौर पर सिस्टीनिल लिगैंड्स द्वारा आगे समन्वित किया जाता है। [फे₄S₄] इलेक्ट्रॉन-स्थानांतरण प्रोटीन ([Fe₄S₄] फेरेडॉक्सिन) को आगे निम्न-क्षमता (जीवाणु-प्रकार) और HIPIP | उच्च-क्षमता (HiPIP) फेरेडॉक्सिन में उप-विभाजित किया जा सकता है। निम्न- और उच्च-क्षमता वाले फेरेडॉक्सिन निम्नलिखित रेडॉक्स योजना से संबंधित हैं:

अलग-अलग रेडॉक्स राज्यों के बीच छोटे संरचनात्मक अंतर के कारण, इन समूहों के बीच ET तेजी से होता है।

यह भी देखें

• आंतरिक क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण