Modelo de Marcus, elementos de matriz de tunelamento, efeitos de solvente e controle nuclear em reações de transferência de elétrons

• Published in: Revista brasileira de ensino de física Vol. 35; no. 2; pp. 1 - 13
• Main Authors: Paula, Luciana Claudia de, Andrade, Paulo Cesar Peres de, Leite, Vitor Barbanti Pereira
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 01.06.2013
• ISSN: 1806-1117; 1806-1117
• DOI: 10.1590/S1806-11172013000200015

Este trabalho objetiva iniciar estudantes de física na área de transferência de elétrons, abordando seus principais aspectos. Neste sentido, o assunto é apresentado de forma introdutória, destacando e debatendo seus pontos chave. Primeiramente o problema é abordado de modo simplificado por meio de sistema de dois estados e aspectos do cálculo do elemento de matriz são discutidos. Em seguida, o problema de transferência de elétrons, influenciado por coordenadas de reação nucleares, é abordado e tratado por meio da teoria de Marcus. Escalas de tempo e os conceitos de adiabaticidade e não-adiabaticidade são discutidos no contexto de transferência de elétrons. Os formalismos clássico, semi-clássico e quântico para as coordenadas de reação nuclear são apresentados, e aspectos de solventes também são discutidos. Finalmente concluímos examinando alguns exemplos de problemas recentes abordados na literatura. This paper aims to give an initial presentation to physics students of the area of electron transfer, addressing its major aspects. The subject is then presented in an introductory way, highlighting and discussing the key points. Primarily, the problem is approached in a simplified manner through a two-state system, and aspects of calculating the matrix-element are discussed. Then, the electron transfer problem, influenced by nuclear reaction coordinates, is addressed and treated by the Marcus theory. Time scales and the concepts of adiabatic and non-adiabatic phenomena are discussed in the context of electron transfer. The classical, semi-classical and quantum formalisms of for the nuclear reactions coordinates are presented, and aspects of solvents are also discussed. Finally, we conclude by examining some recent examples of problems discussed in the literature.