Russian Journal of Physical Chemistry ARussian Journal of Physical Chemistry AЖурнал физической химии0044-45373034-5537The Russian Academy of Sciences68527210.31857/S0044453725020099DDUMMOCHEMICAL KINETICS AND CATALYSISХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗResearch ArticleInfluence of environment and intramolecular vibrations on the kinetics of occupancy of the triplet state of the donor moleculeВлияние среды и внутримолекулярных колебаний на кинетику заселения триплетного состояния молекулы-донораMinakovaE. N.МинаковаЕ. Н.
Russian Federation
mikhailova.va@volsu.ruMikhailovaE. A.МихайловаЕ. А.
Russian Federation
mikhailova.va@volsu.ruMikhailovaV. A.МихайловаВ. А.
Russian Federation
mikhailova.va@volsu.ruVolgograd State UniversityВолгоградский государственный университет1502202599224325019062025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0044-4537/article/view/685272

Within the framework of the stochastic approach, a numerical study of the kinetics of occupancy of the triplet state of an electron donor molecule caused by photoinduced electron transfer from the donor to the paramagnetic acceptor and back is performed. The conditions are determined, and a general strategy for achieving the maximum efficiency of triplet molecule accumulation induced by the electron transfer is stated. Solvents with fast dielectric relaxation are shown to contribute to increasing the efficiency of the process involved.

В рамках стохастического подхода проведено численное исследование кинетики заселения триплетного состояния молекулы-донора электронов, вызванное фотоиндуцированным переносом электрона с донора на парамагнитный акцептор и обратно. Определены условия и сформулирована общая стратегия достижения максимальной эффективности накопления триплетных молекул, индуцированного переносом электрона. Показано, что растворители с быстрой диэлектрической релаксацией способствуют увеличению эффективности исследуемого процесса.

photoinduced electron transfernonequilibrium mediumtriplet statesdonor-acceptor pairsintramolecular vibrationsфотоиндуцированный перенос электронанеравновесность средытриплетные состояниядонорно-акцепторные парывнутримолекулярные колебанияРоссийский научный фондRussian Science Foundation22-13-00180Фотосинтез / Под ред. Говинджи. М.: Мир, 1987. Т. 1. 727 с.Mims D., Herpich J., Lukzen N.N. et al. // Science. 2021. V. 374. P. 1470. https://doi.org/10.1126/science.abl4254Багрянский В.А., Боровков В.И, Молин Ю.Н. // Успехи химии. 2007. Т. 76. С. 535. https://doi.org/10.1070/RC2007v076n06ABEH003715 [Bagryansky V.A., Borovkov V.I., Molin Yu.N. // Rus. Chem. Reviews. 2007. V. 76. P. 493. https://doi.org/10.1070/RC2007v076n06ABEH003715]Овченкова Е.Н., Бичанa Н.Г., Ломова Т.Н. // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 4. С. 502. https://doi.org/10.31857/S0044453722040252Buchachenko A.L., Step E.N., Ruban V.L., Turro N.J. // Chem. Phys. Lett. 1995. V. 223. P. 315.Иванов А.И., Михайлова В.А., Феськов С.В. // Журн. физ. химии. 1998. Т. 72. № 11. С. 2027. [Ivanov A.I., Mikhailova V.A., Fes’kov S.V. // Rus. J. of Phys. Chem. A. 1998. V. 72. № 11. P. 1843.]Грампп Г., Иванов А.И., Кучин А.В. // Журн. физ. химии. 2001. Т. 75. № 12. С. 2249. [Grampp G., Ivanov A.I., Kuchin A.V. // Rus. J. of Phys. Chem. A. 2001. V. 75. № 12. P. 2062.]Fayed T.A., Grampp G., Landgraf S. // Int. J. Photoenergy. 1999. V. 1. P. 173.Иванов А.И., Михайлова В.А., Феськов С.В. // Журн. физ. химии. 1997. Т. 71. № 8. С. 1487. [Ivanov A.I., Mikhailova V.A., Fes’kov S.V. // Rus. J. of Phys. Chem. A. 1997. V. 71. № 8. P. 1346.]Минакова Е.Н., Михайлова Е.А., Михайлова В.А. // Изв. УНЦ РАН. 2022. № 1. С. 30. https://doi.org/10.31040/2222-8349-2022-0-1-30-34Ivanov A.I., Mikhailova V.A., Volodin F.V. // Chem. Phys. 1995. V. 197. P. 19. https://doi.org/10.1016/0301-0104(95)00142-BZusman L.D. // Chem. Phys. 1980. V. 49. P. 295. https://doi.org/10.1016/0301-0104(80)85267-0Fedunov R.G., Feskov S.V., Ivanov A.I. et al. // Chem. Phys. 2004. V. 121. P. 3643. https://doi.org/10.1063/1.1772362Ionkin V.N., Ivanov A.I. // Chem. Phys. 2009. V. 360. P. 137. https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2009.04.024Иванов А.И., Михайлова В.А. // Успехи химии. 2010. Т. 79. № 12. С. 1139. [Ivanov A.I., Mikhailova V.A. // Russ. Chem. Rev. 2010. V. 79. P. 1047. https://doi.org/10.1070/RC2010v079n12ABEH004167]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.2016.11.001Mikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. // J. Phys. Chem. B. 2016. V. 120. P. 11987. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.6b09363Marcus R.A. // J. Chem. Phys. 1956. V. 24. P. 966. https://doi.org/10.1063/1.1742723Garg A., Onuchic J.N., Ambegaokar V. // J. Chem. Phys. 1985. V. 83. P. 4491.Sumi H., Marcus R.A. // J. Chem. Phys. 1986. V. 84. P. 4894. https://doi.org/10.1063/1.449978Barbara P.F., Meyer T.J., Ratner M.A. // J. Phys. Chem. 1996. V. 100. P. 13148.Bixon M., Jortner J. Electron Transfer: From Isolated Molecules to biomolecules. // Advances in Chemical Physics. 1999. V. 106. P. 35.Barzykin A.V., Frantsuzov P.A., Seki K., Tachiya M. // Advances in Chemical Physics. 2002. V. 123. P. 511.Mikhailova V.A., Malykhin R.E., Ivanov A.I. // Photochem. Photobiol. Sci. 2018. V. 17. P. 607. https://doi.org/10.1039/C7PP00464HMaroncelli M., Kumar V.P., Papazyan A.A. // J. Phys. Chem. 1993. V. 97. P. 13. https://doi.org/10.1021/j100103a004Horng M.L., Gardecki J.A., Papazyan A. et al. // Ibid. 1995. V. 99. P. 17311. https://doi.org/10.1021/j100048a004Nazarov A.E., Fedunov R.G., Ivanov A.I. // Computer Physics Communications. 2017. V. 210. P. 172. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2016.09.015Hsieh C.C., Cheng Y.M., Hsu C.J. et al. // J. Phys. Chem. A. 2008. V. 112. P. 8323. https://doi.org/10.1021/jp804216uHsieh C.C., Jiang C.M., Chou P.T. // Acc. Chem. Res. 2010. V. 43. P. 1364. https://doi.org/10.1021/ar1000499Chou P.T., Yu W.S., Cheng Y.M. et al. // J. Phys. Chem. A. 2004. V. 108. P. 6487. https://doi.org/10.1021/jp048415kChou P.T., Pu S.C., Cheng Y.M. et al. // J. Phys. Chem. A. 2005. V. 109. P. 3777. https://doi.org/10.1021/jp044205wMikhailova T.V., Mikhailova V.A., Ivanov A.I. // J. Phys. Chem. B. 2017. V. 121. P. 4569. https://doi.org/ 10.1021/acs.jpcb.7b02537Temkin O.N. Homogeneous catalysis with metal complexes: kinetic aspects and mechanisms. John Wiley: Chichester. 2012. 830 p.Mikhailova V.A., Ivanov A.I. // J. Phys. Chem. C. 2017. V. 121. P. 20629. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.7b06106