Teoría del continuum multistatal para reacciones de transferencia de múltiples cargas en solución

En este artículo presentamos una teoría del continuum multistatal para reacciones de transferencia de múltiples cargas, como la transferencia de electrones acoplada a protones y las reacciones de transferencia de múltiples protones. El soluto se describe con un modelo de enlace de valencia multistatal, el solvente se representa como un continuum dieléctrico y los protones que se transfieren se tratan mecánicamente cuánticos. Esta teoría proporciona superficies de energía libre adiabáticas que dependen de un conjunto de variables escalares del solvente correspondientes a las reacciones individuales de transferencia de carga. Así, esta teoría es un análogo multidimensional de la teoría de Marcus estándar para reacciones de transferencia de carga única. Para los procesos que involucran una reorganización significativa de la esfera interna (es decir, el soluto), se pueden incorporar los efectos de las vibraciones intramoleculares del soluto en las superficies de energía libre adiabáticas. Las cantidades de entrada requeridas para esta teoría son elementos de matriz de enlace de valencia en fase de gas ajustados a cálculos de química cuántica estándar y elementos de matriz de energía de reorganización del solvente calculados con métodos electrostáticos de continuum estándar. El objetivo de esta teoría es proporcionar una visión de los principios físicos fundamentales subyacentes que dictan los mecanismos y las tasas de las reacciones de transferencia de múltiples cargas.