Prenos elektrona (ET) dešava se kada seelektron preseli saatoma ilimolekula u drugi takav hemijskientitet. ET je mehanistički opis određenih tipovaredoksnih reakcija koje uključuju prijenos elektrona.[1]
Elektrohemijski procesi su ET reakcija. ET reakcije su relevantne zafotosintezu idisanje. ET reakcije obično uključujukompleks prijelaznih metala,[2][3] Uorganskoj hemiji ET je korak u nekim komercijalnim reakcijama polimerizacije. To je temeljfotoredoks-katalize.
U ET-u unutrašnje sfere, dva redoks centra sukovalentno povezana tokom ET-a. Ovaj most može biti trajan, u kom slučaju se događaj prijenosa elektrona naziva unutarmolekulski prijenos elektrona. Češće, međutim, kovalentna veza je prolazna, formira se neposredno prije ET-a, a zatim se prekida nakon ET događaja. U takvim slučajevima, prijenos elektrona naziva se međumolekulski prijenos elektrona. Čuveni primjer ET procesa unutrašnje sfere koji se odvija preko prolaznog premoštenog međuproizvoda je redukcija :[CoCl(NH3)5]2+ od :[Cr(H2O)6]2+. U ovom slučaju,hloridniligand je premosni ligand koji kovalentno povezuje redoks partnere.
U ET reakcijama vanjske sfere, redoks centri koji učestvuju nisu povezani nikakvim mostom tokom ET događaja. Umjesto toga, elektron "skakuće" kroz prostor od redukcijskog centra do akceptora. Prijenos elektrona vanjske sfere može se dogoditi između različitih hemijskih vrsta ili između identičnih hemijskih vrsta koje se razlikuju samo po svom oksidacijskom stanju. Potonji proces se naziva samorazmjena. Kao primjer, samorazmjena opisujedegeneriranje reakcije izmeđupermanganata i njegovog relativnog reduciranog oblika s jednim elektronommanganata:
Općenito, ako je prijenos elektrona brži od supstitucije liganda, reakcija će pratiti prijenos elektrona van sfere.
Često se javlja kada su jedan/oba reaktanta inertni ili ako ne postoji odgovarajući ligand za premoštavanje.
Ključni konceptMarcusove teorije je da su stope takvih reakcija samorazmjene matematički povezane sa stopama "unakrsnih reakcija". Unakrsne reakcije uključuju partnere koji se razlikuju više od svojih oksidacijskih stanja. Jedan primjer (od mnogih hiljada) je redukcija permanganata pomoćujodida da se formirajod i, opet, manganat.
U heterogenom prijenosu elektrona, elektron se kreće između hemijske vrste i čvrstog stanjaelektroda. Teorije koje se bave heterogenim prijenosom elektrona imaju primjenu uelektrohemiji i dizajnusolarne ćelije.
Naročito u proteinima, prijenos elektrona često uključuje skakanje elektrona iz jednogredoks aktivnog centra u drugi. Putanja skakanja, koja se posmatra kaovektor, vodi i olakšava ET unutar izolacijske matrice. Tipski redoks centri suklaster gvožđe-sumpor, npr. 4Fe-4S feredoksini. Ove lokacije su često razdvojene sa 7-10 Å, razdaljinom koja je kompatibilna sa brzim ET vanjske sfere.
Prvu općeprihvaćenu teoriju ET razvio jeRudolph A. Marcus, kako bi se pozabaviotransferom elektrona van sfere i bila je zasnovana na pristuputeoriji prijelaznog stanja. Marcusova teorija prijenosa elektrona je zatim proširena natransfer elektrona unutar sfere od straneNoela Husha i Marcusa. Rezultirajuća teorija nazvanaMarcus-Hush teorija, vodila je većinu rasprava o prijenosu elektrona od tada. Obje teorije su, međutim, poluklasične prirode, iako su proširene na potpunokvantnomehaničke tretmane premaJoshui Jortneru,Alexanderu M. Kuznetsovu i drugima, polazeći odFermijevog zlatnog pravila i sljedeći raniji rad uneradijativnim prijelazima. Nadalje, iznesene su teorije koje uzimaju u obzir efektevibronskog spajanja na prijenos elektrona; posebnoPKS teorija prijenosa elektrona.[4] U proteinima, brzinama ET-a upravljaju strukture veze: elektroni, zapravo, prolaze kroz tunele putem veza koje čine lančanu strukturu proteina.[5]