Efectos Dinámicos del Disolvente en Reacciones de Transferencia de Electrones

Resumen Los procesos de transferencia de electrones en solución son algunas de las reacciones más importantes en química y biología. El enorme número de reacciones redox de iones y complejos de metales de transición, muchas oxidaciones y reducciones de compuestos orgánicos de importancia preparativa, la fotosíntesis y el metabolismo son solo algunos ejemplos donde las reacciones de transferencia de electrones juegan un papel fundamental. Esta ubicuidad, así como su relativa simplicidad, las convierte en modelos excelentes para el estudio a nivel molecular de reacciones químicas en solución. Una pregunta particularmente importante en la dinámica de las reacciones químicas en solución es la influencia del disolvente en la velocidad de reacción. En este contexto se distingue entre efectos del disolvente estáticos y dinámicos. Los efectos estáticos se refieren a la estabilización de reactivos, estado de transición y productos, es decir, cómo el disolvente afecta las energías libres de estas especies y la energía de activación. Esta interpretación de los efectos del disolvente en todo tipo de reacciones químicas está bien establecida. Un desarrollo más reciente es la investigación de la influencia de la dinámica del disolvente en la velocidad de una reacción. Se piensa que la transferencia de un electrón es generalmente desencadenada por una fluctuación de la polarización dieléctrica en el disolvente circundante. La dinámica de tales fluctuaciones está determinada por el tiempo de respuesta finito de la polarización orientacional del disolvente. Bajo ciertas condiciones, este tiempo de respuesta dieléctrica puede convertirse en el factor limitante de la velocidad de la reacción. En este artículo pretendo dar una revisión de estos desarrollos modernos en la teoría y el estudio experimental de los procesos de transferencia de electrones. Veremos que la dinámica del disolvente puede llevar a una multitud de fenómenos en la dinámica de reacciones. Los conceptos necesarios para su descripción no se limitan a la transferencia de electrones, sino que son relevantes para muchas otras reacciones químicas en solución.