इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
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इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण या विद्युदणु स्थानांतरण (ET) उस प्रक्रिया को कहते हैं जिसमें एक इलेक्ट्रॉन किसी परमाणु, आयन, या अणु से हटकर किसी दूसरे इसी प्रकार के रासायनिक कण में स्थानांतरित हो जाता है। इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण उस तंत्र का वर्णन करता है जिसके द्वारा इलेक्ट्रॉन ऑक्सीकरण-अपचयन (रेडॉक्स) अभिक्रियाओं में स्थानांतरित होते हैं।[1]
विद्युत रासायनिक प्रक्रियाएँ (इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाएँ) इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण (ET) अभिक्रियाएँ होती हैं। ET अभिक्रियाएँ प्रकाश संश्लेषण और श्वसन से जुड़ी होती हैं तथा सामान्यतः संक्रमण धातु यौगिकों में पाई जाती हैं। कार्बनिक रसायन विज्ञान में, ET कुछ औद्योगिक पॉलिमरकरण अभिक्रियाओं का एक चरण होता है। यह फोटोरिडॉक्स उत्प्रेरण की आधारशिला भी है।
इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के वर्ग
[संपादित करें]आंतरिक-क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
[संपादित करें]आंतरिक-क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण में, दो रेडॉक्स केंद्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के दौरान सहसंयु (कोवलेन्टली) जुड़े होते हैं। यह सेतु स्थायी हो सकता है, जिस स्थिति में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण घटना को अंतःआण्विक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण कहा जाता है। हालांकि, अधिक सामान्यतः, कोवलेन्ट लिंक अस्थायी होती है, जो इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण से ठीक पहले बनती है और फिर इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण घटना के बाद टूट जाती है। ऐसे मामलों में, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण को अंतराण्विक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण कहा जाता है। एक प्रसिद्ध उदाहरण आंतरिक-क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रक्रिया का है जो एक अस्थायी सेतु-युक्त मध्यवर्ती के माध्यम से होती है, और वह है [CoCl(NH3)5]2+ का [Cr(H2O)6]2+ द्वारा पुनःअपचयन। इस मामले में, क्लोराइड लिगैंड वह सेतु लिगैंड होता है जो रेडॉक्स साझेदारों को सहसंयु रूप से जोड़ता है।[2]
बाह्य-क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानान्तरण
[संपादित करें]बाह्य-क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण अभिक्रियाओं में, भागीदार रेडॉक्स केंद्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण घटना के दौरान किसी सेतु के माध्यम से जुड़े नहीं होते। इसके बजाय, इलेक्ट्रॉन "कूद" कर स्थानांतरण केंद्र से रिसेप्टर तक स्थानांतरित होता है। बाह्य-क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण विभिन्न रासायनिक प्रजातियों के बीच हो सकता है, या फिर एक ही रासायनिक प्रजातियों के बीच जो केवल उनके आक्सीकरण अवस्था में भिन्न होती हैं। इस प्रक्रिया को स्वयं-विनिमय कहा जाता है। उदाहरण स्वरूप, स्वयं-विनिमय उस विकृत प्रतिक्रिया को दर्शाता है जो परमंगनेट और उसके एक-इलेक्ट्रॉन अपचयनित संबंधी मैंगनेट के बीच होती है:
[MnO4]− + [Mn*O4]2− → [MnO4]2− + [Mn*O4]−
सामान्य तौर पर, यदि इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण लिगेंड प्रतिस्थापन की तुलना में तेज है, तो प्रतिक्रिया बाह्य-क्षेत्र इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण मार्ग का अनुसरण करेगी।
बाह्य-क्षेत्र ET अभिक्रियाएँ अक्सर तब होती हैं जब एक/दोनों अभिकारक निष्क्रिय होते हैं या यदि कोई उपयुक्त ब्रिजिंग लिगैंड नहीं होता है।
मार्कस सिद्धांत का एक महत्वपूर्ण विचार यह है कि ऐसे स्वयं-विनिमय अभिक्रियाओं की दरें गणितीय रूप से "क्रॉस अभिक्रियाओं" की दरों से संबंधित होती हैं। क्रॉस अभिक्रियाओं में वे साझेदार शामिल होते हैं जो केवल उनके आक्सीकरण राज्यों में भिन्न नहीं होते, बल्कि अन्य रासायनिक गुणों में भी भिन्न होते हैं। एक उदाहरण (हजारों में से एक) है परमंगनेट का आयोडाइड द्वारा पुनःअपचयन करना, जिससे आयोडीन और मैंगनेट बनते हैं।
बाह्य-क्षेत्र की प्रतिक्रिया के पाँच चरण
[संपादित करें]- अभिकारक एक संग फैलते हैं, अपने विलायक कोशों से एक "मुठभेड़ परिसर" बनाते हैं => पूर्ववर्ती परिसर (कार्य की आवश्यकता = wr)
- बन्ध लंबाई बदलना, विलायक को पुनर्गठित करना => सक्रिय संकुल
- इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण
- बन्ध लंबाई, विलायक अणुओं का शिथिलन => उत्तराधिकारी परिसर
- उत्पादों का प्रसार (कार्य की आवश्यकता = wp)
यह भी देखें
[संपादित करें]संदर्भ
[संपादित करें]- ↑ Piechota, Eric J.; Meyer, Gerald J. (2019). "Introduction to Electron Transfer: Theoretical Foundations and Pedagogical Examples". Journal of Chemical Education. 96 (11): 2450–2466. बिबकोड:2019JChEd..96.2450P. डीओआई:10.1021/acs.jchemed.9b00489. एस2सीआईडी 208754569.
- ↑ Taube, Henry (1984-11-30). "Electron transfer between metal complexes: Retrospective". Science. 226 (4678): 1028–1036. बिबकोड:1984Sci...226.1028T. डीओआई:10.1126/science.6494920. आईएसएसएन 0036-8075. पीएमआईडी 6494920.