Transferul de electroni

Transferul de electroni este procesul prin care electronii se deplasează de la un atom sau specie chimică (cum ar fi o moleculă ) la un alt atom sau specie chimică. Astfel de atomi sau specii chimice implicate în transferul de electroni sunt numiți „ donator ” și „ acceptor ”. Transferul de electroni poate avea loc și între două situri situate în cadrul aceleiași specii chimice. ^[1]

Transferul de electroni este baza mecanismului reacțiilor redox și reglează numeroase procese biologice (inclusiv: fotosinteza și respirația ).

Tipuri de transfer de electroni

Transferul de electroni poate avea loc: ^[2]

în faza omogenă (prin intervenția unui agent reducător );
în fază eterogenă (prin intervenția unui electrod ).

Transferul de electroni se poate distinge și în: ^[3]

transfer intern de electroni sferici
transferul de electroni în sfera exterioară .

Transfer de electroni în sfera interioară

În sfera internă de transfer de electroni, cei doi centri redox participanți la transfer sunt legați covalent în timpul transferului de electroni. Legătura covalentă poate fi permanentă (adică există chiar înainte și după transferul de electroni) sau poate fi tranzitorie (adică se formează înainte de transferul de electroni și se rupe după transfer). În cazul în care legătura covalentă este permanentă vorbim în special de transfer intramolecular de electroni , în timp ce în cazul în care legătura covalentă este tranzitorie vorbim de transfer intermolecular de electroni .

Tratamentul teoretic al transferului de electroni în sfera internă a fost efectuat în cadrul teoriei Marcus-Hush (o extensie de către Noel Hush și Rudolph Marcus a teoriei Marcus ).

Transferul de electroni în sfera exterioară

În sfera externă de transfer de electroni, cei doi centri redox participanți la transfer nu sunt legați în timpul transferului de electroni. Prin urmare, transferul de electroni din sfera exterioară este întotdeauna un transfer de electroni intermolecular.

Vorbim de schimb de sine atunci când transferul de electroni dintr-o sferă externă implică două specii chimice care diferă doar prin starea lor de oxidare . Un exemplu de schimb de sine este următorul (al doilea atom de Mn este marcat cu un asterisc pentru claritate):

[MnO ₄ ] ^- + [Mn * O ₄ ] ^2- → [MnO ₄ ] ^2- + [Mn * O ₄ ] ^-

Tratamentul teoretic al transferului de electroni în sfera externă a fost efectuat în contextul teoriei lui Marcus .

Transfer heterogen de electroni

Transferul heterogen de electroni are loc între o specie chimică și un electrod în stare solidă . Acest tip de transfer de electroni are loc, de exemplu, în celulele electrochimice în corespondență cu stratul dublu electric care separă volumul (partea solidului suficient de departe de regiunile solidului în sine în care iau schimburile de materie, impuls și căldură locul, de la a nu percepe efectele) electrodului din grosul electrolitului .