Elektronoverføring

Elektronoverføring er prosessen der elektroner flyttes mellom atomer, ioner eller molekyler. Den ligger til grunn for alle redoksreaksjoner og er viktig for mange kjemiske og biologiske prosesser. Overføringen kan skje mellom molekyler i løsning, mellom ulike deler av et molekyl, eller i en kjede av molekyler som virker som et elektronbærer–system.

Det finnes ulike mekanismer for elektronoverføring. I ytre sfære (outer-sphere) overføres elektronet mellom donor og akseptor uten dannelse av sterke midlertidige bindinger mellom dem. I indre sfære (inner-sphere) kreves at et bindeledd eller en mellomledd kobler donor og akseptor midlertidig og letter overføringen. Overføringen kan skje gjennom rom eller gjennom kjemiske broer i molekylet (through-bond).

I biologiske systemer foregår elektronoverføring ofte i elektrontransportkjeder i cellemembraner, for eksempel i respirasjon og fotosyntese. Her flyttes elektroner mellom redoks-sentre som NADH, flavoproteiner og cytochromer i en serie trinn, ofte med samtidig protonpumpning som bidrar til energiutvinning.

Teori og hastighet: Marcus-teorien beskriver forholdet mellom overføringsdrivkraften (ΔG°), reorganiseringsenergi og elektronisk kobling for å forutse hastigheten på overføringen. Hastigheten avhenger av avstand, miljøet og den elektroniske koblingen mellom donor og akseptor, og kan variere betydelig.

Anvendelser inkluderer elektrokjemi, batterier og brenselceller, sensorer og solcellers og kromoforers funksjon. Elektronoverføring er derfor sentral for energiomdannelse, sensorikk og korrosjon, blant annet.