Method of splitting polarization coordinates for description of ultrafast multistage electron transfer in a non-debye medium

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A method for constructing the space of medium states in reactions of ultrafast multistage intramolecular electron transfer in media with several relaxation times is developed. The method uses the splitting of polarization coordinates into relaxation components, and is a generalization of two previously developed approaches used (1) to describe multistage reactions, and (2) to consider multicomponent relaxation. Within the suggested generalized scheme, a model of charge transfer in a three-center molecular system in the environment with a two-component relaxation function is considered, an algorithm for constructing the diabatic free energy surfaces of electronic states is described, a system of equations for the evolution of the distribution functions is written. The results of the general model are shown to reproduce well-known solutions in particular cases.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. V. Feskov

Volgograd State University

Author for correspondence.
Email: serguei.feskov@volsu.ru
Russian Federation, Volgograd

References

  1. Kuznetsov A.M., Ulstrup J. Electron Transfer in Chemistry and Biology: An Introduction to the Theory. Wiley, 1999.
  2. Blumberger J. // Chem. Rev. 2015. V. 115. No. 20. P. 11191. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00298
  3. Fukuzumi S. Electron Transfer: Mechanisms and Applications. Wiley-VCH Verlag, 2020. https://doi.org/10.1002/9783527651771
  4. Marcus R.A. // J. Chem. Phys. 1956. V. 24. P. 966. https://doi.org/10.1063/1.1742723
  5. Zusman L.D. // Chem. Phys. 1980. V. 49. № 2. P. 295. https://doi.org/10.1016/0301-0104(80)85267-0
  6. Barzykin A.V., Frantsuzov P.A., Seki K. et al // Adv. Chem. Phys. 2002. V. 123. P. 511. https://doi.org/ 10.1002/0471231509.ch9
  7. Misra R., Bhattacharyya S.P. Intramolecular Charge Transfer: Theory and Applications. Wiley, 2018.
  8. Feskov S.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. // J. Photochem. Photobiol. C 2016 V. 29. P. 48. https://doi.org/10.1016/j.jphotochemrev.2016.11.001
  9. Cho M., Silbey R.J. // J. Chem. Phys. 1995. V. 103. P. 595. https://doi.org/10.1063/1.470094
  10. Najbar J., Tachiya M. // J. Photochem. Photobiol. 1996. V. 95. P. 51. https://doi.org/10.1016/1010-6030(95)04232-6
  11. Khokhlova S.S., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. // J. Chem. Phys. 2006. V. 124. P. 114507. https://doi.org/10.1063/1.2178810
  12. Newton M.D. // Isr. J. Chem. 2004. V. 44. P. 83. https://doi.org/10.1560/LQ06-T9HQ-MTLM-2VC1
  13. Hilczer M., Tachiya M. // J. Phys. Chem. 1996. V. 100. P. 8815. https://doi.org/10.1021/jp953213x
  14. Motylewski T., Najbar J., Tachiya M. // Chem. Phys. 1996. V. 212. P. 193. https://doi.org/10.1016/S0301-0104(96)00175-9
  15. Tang J., Norris J.R. // J. Chem. Phys. 1994. V. 101. P. 5615. https://doi.org/10.1063/1.467348
  16. Feskov S.V., Ivanov A.I. // Chem. Phys. 2016. V. 478. P. 164. https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2016.03.013
  17. Feskov S.V., Ivanov A.I. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2016. V. 90. № 1. P. 144. https://doi.org/10.1134/S0036024416010106
  18. Bazlov S.V., Feskov S.V., Ivanov A.I. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2017. V. 11. № 2. P. 242. https://doi.org/10.1134/S1990793117020026
  19. Mikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. // J. Phys. Chem. C 2018. V. 122. P. 25247. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.8b09097
  20. Feskov S.V., Ivanov A.I. // J. Chem. Phys. 2018. V. 148. P. 104107. https://doi.org/10.1063/1.5016438
  21. Wallin S., Monnereau C., Blart E. et al // J. Phys. Chem. A 2010. V. 114. P. 1709. https://doi.org/10.1021/jp907824d
  22. Robotham B., Lastman K.A., Langford S.J. et al // J. Photochem. Photobiol. A 2013. V. 251. P. 167. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2012.11.002
  23. LeBard D. N., Martin D. R., Lin S. et al // Chem. Sci. 2013. V. 4. P. 4127. https://doi.org/10.1039/C3SC51327K
  24. Savintseva L.A., Avdoshina A.A., Ignatov S.K. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2022. V. 16. No. 3. P. 445. https://doi.org/10.1134/S1990793122030216
  25. Zusman L.D. // Chem. Phys. 1988. V. 119. P. 51. https://doi.org/10.1016/0301-0104(88)80005-3
  26. Feskov S.V., Yudanov V.V. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2017. V. 91. No. 9. P. 1816. https://doi.org/10.1134/S0036024417090102
  27. Gromov S.P., Chibisov A.K., Alfimov M.V. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2021. V. 15. No. 2. P. 219. https://doi.org/10.1134/S1990793121020202
  28. Ostrovsky M.A., Nadtochenko V.A. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2021. V. 15. No. 2. P. 344. https://doi.org/10.1134/S1990793121020226
  29. Gaydamaka S.N., Gladchenko M.A., Murygina V.P. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2020. V. 14. No. 1. P. 160. https://doi.org/10.1134/S1990793120010200
  30. Jimenez R., Fleming G.R., Kumar P.V. et al // Nature. 1994. V. 369. P. 471. https://doi.org/10.1038/369471a0
  31. Maroncelli M., Kumar V.P., Papazyan A. // J. Phys. Chem. 1993. V. 97. P. 13. https://doi.org/10.1021/j100103a004
  32. Nazarov A.E., Ivanov A.I., Rosspeintner A. et al // J. Mol. Liq. 2022. V. 360. P. 119387. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2022.119387
  33. Ivanov A.I., Maigurov A. // Khim. Fiz. 2003. V. 77. P. 297 [in Russian].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. a - Free energy surfaces G of electronic states of a three-center system | φ 1 〉 = D*A1A2, | φ 2 〉 = D+A1–A2 and | φ 3 〉 = D+A1A2– in the space of polarization coordinates Q1 and Q2. obtained by orthogonal projection from the extended space q into the subspace Q, the values ​​of the model parameters are indicated in the text; b — location of the PSE minimum points on the plane (Q1, Q2). The displacement vectors Dnn′ and the angle q, which determines the correlation between electronic transitions, are indicated | φ 1 〉 → | φ 2 〉 and | φ 1 〉 → | φ 3〉.

Download (420KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. a — Free energy surfaces G of the system in the subspace of relaxation coordinates R, obtained by orthogonal projection from the space q. The values ​​of the model parameters are the same as in Fig. 1. The values ​​of the weighting coefficients x1 and x2 correspond to acetonitrile (indicated in the text). b - Location of minimum PSE points on the plane (R1, R2) - along a straight line specified by the equation R2 / R1 = x2 / x1.

Download (406KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».