4.3: Динаміка сольватації та енергія реорганізації

Last updated
Save as PDF

Page ID: 18075

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Деякі практичні проблеми опису сольватації за допомогою термодинамічних циклів включають справу з сильними взаємодіями розчинів та розчинників, гнучкими розчиненими речовинами та явними розчинниками. Крім того, це не відображає того факту, що сольватування є високодинамічним процесом, що передбачає рух розчинника. Мабуть, найпоширенішим прикладом є процеси передачі заряду (тобто електрони та протони), в яких диполі води можуть діяти для приводу та стабілізації положення заряду. Наприклад, розглянемо перенесення електрона від донора до акцептора в розчині:

\[\ce{D + A -> D^{+} + A^{-}} \nonumber \]

Ми найчастіше розглядаємо перенесення електронів як залежну від координати розчинника, в якій розчинник реорганізовує свою конфігурацію так, що диполі або заряди допомагають стабілізувати додатковий негативний заряд на місці акцептора. Цей тип колективних координат проілюстрований на малюнку нижче. Ці поняття відображені в теорії переносу електронів Маркуса. Зміна вільної енергії для розслаблення конфігурації розчинника після перемикання зарядів у початковій конфігурації відома як енергія реорганізації\(\lambda\).

СК 31.jpg