Estrutura eletrônica no bloco dos metais de transição e suas implicações para a captação de luz

Os cromóforos à base de metais de transição desempenham um papel central em uma variedade de processos químicos habilitados por luz, que vão da conversão artificial de energia solar à catálise fotoredox. Os compostos mais comumente usados incluem elementos das segunda e terceira séries de transição (por exemplo, rutenio e irídio), mas seus análogos da primeira linha, abundantes na Terra, falham em participar da química de transferência de elétrons fotoinduzida, apesar de terem propriedades absorventes virtualmente idênticas. Esse comportamento disparatado decorre de diferenças fundamentais na natureza dos orbitais 3d em comparação com 4d e 5d, resultando em uma inversão na estrutura eletrônica em estado excitado dos compostos e minando a capacidade de compostos com elementos da primeira linha de participar da transferência de elétrons fotoinduzida. Esta Revisão irá revisar as principais observações experimentais que estabelecem essa diferença de comportamento, discutir as razões subjacentes para esse fenômeno e resumir brevemente os esforços que estão atualmente em andamento para alterar esse paradigma e abrir a porta para novas oportunidades de uso de materiais abundantes na Terra para químicas de transferência de elétrons fotoinduzidas.