4.3: Dinámica de Solvación y Energía de Reorganización

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Algunos de los desafíos prácticos de describir la solvatación a través de ciclos termodinámicos incluyen lidiar con fuertes interacciones soluto—disolvente, solutos flexibles y solventes explícitos. Adicionalmente, no refleja el hecho de que la solvatación sea un proceso altamente dinámico que implica el movimiento del solvente. Quizás el ejemplo más común está en los procesos de transferencia de carga (es decir, electrones y protones) en los que los dipolos del agua pueden actuar para impulsar y estabilizar la posición de la carga. Por ejemplo, considere la transferencia de un electrón de un donante a un aceptor en solución:

\[\ce{D + A -> D^{+} + A^{-}} \nonumber \]

Consideramos más comúnmente la transferencia de electrones como dependiente de una coordenada solvente en la que el solvente reorganiza su configuración para que los dipolos o cargas ayuden a estabilizar la carga extra negativa en el sitio aceptor. Este tipo de coordenada colectiva se ilustra en la siguiente figura. Estos conceptos se reflejan en la teoría de la transferencia de electrones de Marcus. El cambio de energía libre para relajar la configuración del solvente después de cambiar las cargas en la configuración inicial se conoce como la energía de reorganización\(\lambda\).

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