Что такое электронно-протонный эффект?

Перенос электрона (электронное возбуждение) между донором акцептором электрона, молекулы которых содержат подвижные атомы водорода, необходимо рассматривать совместно с переносом протона. Этим двум фундаментальным элементарным процессам - переносу электрона и переносу протона - соответствуют две обширные области химии, изучающие окислительно-восстановительные и кислотно-основные реакции. Соответственно в области молекулярных взаимодействий рассматриваются электроно-донорно-акцепторные (ЭДА) и протоно-донорно-акцепторные ПДА) комплексы, которые известны как комплексы с переносом заряда (КПЗ) и водородная связь (Н-связь) и традиционно исследуются независимо друг от друга вне какой-либо взаимосвязи между ними.

В терминах электронных состояний влияние Н-связи на ЭДА комплексы заключается в уменьшении энергии и времени жизни низших возбужденных уровней, имеющих характер переноса заряда, но в литературе известны лишь единичные разрозненные экспериментальные данные, подтверждающие этот вывод.

В связи с этим принципиальное значение имело открытие электронно-протонного эффекта, который устанавливает фундаментальную связь между электроно-донорно-акцепторными и протоно-донорно-акцепторными взаимодействиями. Спектральным проявлением эффекта является значительное (до 1.5 эВ и более) понижение энергии возбужденных уровней ЭДА комплекса при образовании Н-связи. В силу различных геометрических требований, предъявляемых ЭДА и ПДА взаимодействиями - плоскопараллельное расположение молекул в ЭДА комплексах (в случае ароматических молекул) и линейная ориентация при Н-связи - эффект наблюдается в редких случаях при возбуждении комплекса из основного состояния, например, в случае кристаллических хингидронов, но является доминирующим при встрече молекул в возбужденном состоянии, когда могут быть удовлетворены требования максимального перекрывания орбиталей. Данный эффект лежит в основе физических явлений, таких: как тушение люминесценции с водородной связью или парамагнетизм соединений, в химии он определяет протекание разнообразных реакций, связанных с переносом электрона и протона в элементарной стадии.

Подробнее об этом явлении читайте в моих книгах.