ladingovergangen

Ladingovergangen, in het Nederlands vertaald als charge transitions, verwijst naar processen waarbij de verdeling of de oxidatietoestand van elektrische lading in een systeem verandert. Dit gebeurt meestal door overdracht van elektronen of door beweging van ionen tussen locaties, en kan optreden in uiteenlopende systemen zoals moleculaire verbindingen, kristallijne materialen en elektrochemische cellen.

Mechanismen van ladingovergangen omvatten onder meer elektronenoverdracht tussen moleculaire of ionische soorten, migratie van ionen in vaste stoffen of elektrolyten, en redox- of fotogestuurde overgangen. Daarnaast spelen proton-gecoupleerde elektronentransfers een rol in biologische en chemische systemen. Deze overgangen kunnen spontaan plaatsvinden of worden aangedreven door elektrische, chemische of optische stimuli en hangen af van factoren zoals de aandrijfkracht, reorganisatie-energie en koppelingen tussen de betrokken partijen.

In de elektrochemie beschrijven ladingovergangen redoxreacties aan elektroden en de opslag van lading in batterijen en supercondensatoren. In de vaste-stoffysica gaan ze over het ontstaan, verdwijnen of bewegen van ladingdragers (elektronen en gaten) en kunnen ze geleidbaarheid, trapping en recombinatie beïnvloeden. In katalyse en fotokatalyse bepalen ladingoverdrachten aan interfaces de snelheid van reacties. In de biologie onderbouwen ladingovergangen metabole redoxreacties en signaalconversie.

Karakterisering van ladingovergangen gebeurt met spectroscopie (bijv. UV-Vis, tijdsafhankelijke metingen), impedantiemetrie en elektrochemische methoden, ondersteund door theoretische kaders zoals Marcus-theorie voor elektronenoverdracht en continue modellen voor ionentransport. Modellering richt zich op het kwantificeren van overdrachtsnelheden en hun invloed op macrokent properties. See also: electron transfer, redox reaction, charge carrier, ion transport, Marcus theory.