Фотоиндуцированный перенос электронов - Photoinduced electron transfer
Фотоиндуцированный перенос электронов (ПЭТ) является возбужденным состоянием перенос электронов процесс, посредством которого возбужденный электрон передается от донора к акцептору.[1][2] Благодаря ПЭТ происходит разделение заряда, т.е., редокс реакция протекает в возбужденном состоянии (это явление не наблюдается в Перенос электронов по Декстеру ).
Ширина
К таким материалам относятся полупроводники которые можно фотоактивировать, как и многие солнечные батареи, биологические системы, такие как те, которые используются в фотосинтез, и небольшие молекулы с подходящими поглощения и окислительно-восстановительные состояния.
Обработать
Обычно расположение электронов описывают как электронные полосы в сыпучих материалах и электронные орбитали в молекулы. Для удобства следующее описание будет описано в молекулярных терминах. Когда фотон возбуждает молекулу, электрон на орбитали в основном состоянии может быть возбужден на орбиталь с более высокой энергией. Это возбужденное состояние оставляет вакансию на орбитали основного состояния, которая может быть заполнена донор электронов. Он производит электрон на высокоэнергетической орбитали, который может быть передан в дар акцептор электронов. В этом отношении фотовозбужденная молекула может действовать как хороший окислитель или хороший Восстановитель.
- Фотоиндуцированное окисление
- [MLп]2+ + hν → [MLп]2+*
- [MLп]2+* + донор → [MLп]+ + донор+
- Фотоиндуцированное уменьшение
- [MLп]2+ + hν → [MLп]2+*
- [MLп]2+* + акцептор → [MLп]3+ + акцептор−
Конечным результатом обеих реакций является то, что электрон попадает на орбиталь с более высокой энергией, чем та, на которой он ранее находился. Это часто описывается как электронно-дырочная пара с разделенными зарядами при работе с полупроводники.
В отсутствие подходящего донора или акцептора электронов такие молекулы могут подвергаться обычным флуоресцентное излучение. Электронный перенос - одна из форм фотогашение.
Последующие процессы
Во многих фотопродуктивных системах это разделение зарядов кинетически изолировано путем доставки электрона с более низкой энергией. дирижер прикреплены к п / п переходу или в электронная транспортная цепь. В этом случае часть энергии может быть захвачена для выполнения работы. Если электрон не является кинетически изолированным, термодинамика возьмет верх, и продукты будут реагировать друг с другом, чтобы регенерировать исходный материал в основном состоянии. Этот процесс называется рекомбинацией, и энергия фотона выделяется в виде тепла.
- Рекомбинация фотоиндуцированного окисления
- [MLп]+ + донор+ → [MLп]2+ + донор
Возможное индуцированное производство фотонов
Процесс, обратный фотоиндуцированному переносу электронов, отображается как светодиоды (Светодиод) и хемилюминесценция, где градиенты потенциала используются для создания возбужденных состояний, которые распадаются из-за излучения света.