Кванттық электрохимия: электродинамика, кванттық механика және электрохимияны біріктіретін ғылыми мектеп. Электродтардағы электрондық процестерді зерттейді.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Кванттық электрохимияның ғылыми мектебі 1960 жылдары Реваз Догонадзе бастауымен қалыптаса бастады. Жалпы айтқанда, бұл сала электродинамика, кванттық механика және электрохимиядан туындайтын ұғымдарды қамтиды, сондықтан оны әртүрлі мамандықтардағы көптеген зерттеушілер зерттейді. Олардың қатарында химия, электр және механикалық инженерия, химия және физика салалары бар. Нақтырақ айтқанда, кванттық электрохимия – электродтардағы электрон алмасу сияқты электрохимиялық процестерді зерттеу үшін тығыздық функционалдық теориясы секілді кванттық механикалық құралдарды қолдану болып табылады. Бұған сондай-ақ Маркустың теориясы және кванттық жылдамдық теориясы да кіреді, соңғысы электрохимияны алғашқы принциптерге негізделген кванттық механика және өткізгіштік кванты мен кванттық сыйымдылық ұғымдарын пайдалана отырып сипаттау әдісі болып табылады.
The scientific school of Quantum electrochemistry began to form in the 1960s under Revaz Dogonadze. Generally speaking, the field comprises the notions arising in electrodynamics, quantum mechanics, and electrochemistry; and so is studied by a very large array of different professional researchers. The fields they reside in include, chemical, electrical and mechanical engineering, chemistry and physics. More specifically, quantum electrochemistry is the application of quantum mechanical tools such as density functional theory to the study of electrochemical processes, including electron transfer at electrodes. It also includes Marcus theory and quantum rate theory, the latter being a method of describing electrochemistry using first principle quantum mechanics and concepts of conductance quantum and quantum capacitance.
Тарих және еңбектері
"Кванттық электрохимияның" алғашқы дамуын нақты анықтау қиындық тудырады. Бұл аса таңқаларлық емес, себебі кванттық механиканың химияға дамуын кванттық толқындық теорияның атомдар мен молекулаларға қолданылуы деп түйіндеуге болады. Осыған байланысты, нақты бір жүйенің электрондық күйлерін зерттейтін электрохимия, өзінің мәні бойынша, кванттық химиядағы электронның кванттық-механикалық моделімен тығыз байланысты. Кванттық электрохимияны қолдаушылар болды, олар кванттық механиканы электрохимияға ерекше ынтамен, нақтылықпен және дәлдікпен қолданды. Олардың қатарында Реваз Догонадзе және оның әріптестері болды. Олар химиялық жүйелердегі протондық ауысу реакцияларының алғашқы кванттық-механикалық модельдерінің бірін жасады. Догонадзе – кванттық электрохимияның белгілі жақтаушысы және Югославиядағы кванттық электрохимияның халықаралық жазғы мектебін ұйымдастырушы ретінде де танымал. Ол "Полярлық сұйықтықтардағы химиялық, электрохимиялық және биохимиялық процестердің элементарлық актісінің кинетикасының кванттық-механикалық теориясы" атты еңбектің негізгі авторы. Тағы бір маңызды ғалым – Рудольф А. Маркус, ол 1992 жылы химия саласындағы Нобель сыйлығын химиялық жүйелердегі электрондық трансфер реакцияларының теориясы үшін жеңіп алды. Соңғы кезде Маркус теориясының кванттық жылдамдық теориясымен байланысты, жалпылама тұжырымдаманың бір бөлігі екені көрсетілді. Бұл теория электрондық тасымалдау жылдамдығын (электрохимия оның ерекше жағдайы) өткізгіштік кванты және кванттық сыйымдылық тұжырымдары негізінде болжайды.
The first development of "quantum electrochemistry" is somewhat difficult to pin down. This is not very surprising, since the development of quantum mechanics to chemistry can be summarized as the application of quantum wave theory models to atoms and molecules. This being the case, electrochemistry, which is particularly concerned with the electronic states of some particular system, is already, by its nature, tied into the quantum mechanical model of the electron in quantum chemistry. There were proponents of quantum electrochemistry, who applied quantum mechanics to electrochemistry with unusual zeal, clarity, and precision. Among them were Revaz Dogonadze and his co workers. They developed one of the early quantum mechanical models for proton transfer reactions in chemical systems. Dogonadze is a particularly celebrated promoter of quantum electrochemistry and is also credited with forming an international summer school of quantum electrochemistry centered in Yugoslavia. He was the main author of the Quantum Mechanical Theory of Kinetics of the Elementary Act of Chemical, Electrochemical and Biochemical Processes in Polar Liquids. Another important contributor is Rudolph A. Marcus, who won the Nobel Prize in Chemistry in 1992 for his Theory of Electron Transfer Reactions in Chemical Systems. Recently, Marcus theory has been shown to be part of a more general concept associated with the quantum rate theory, a theory that predicts the rate of electron transfer (electrochemistry being a particular case) based on the uses of conductance quantum and quantum capacitance concepts.