Миграция энергии
Миграция энергии – безизлучательная передача энергии от молекулы к молекуле на расстояние, значительно превышающее межатомные, происходящее без растраты в тепло и без кинетических соударений донора и акцептора.
Рассматривают в миграции три теории:
1. электронная теория (экситонная) - наблюдается в кристаллических структурах. В составе кристаллических решеток обнаружены электроны, которые не принадлежат определенным атомам кристалла, являются общим компонентом кристаллов, образуют энергетические уровни проводимости. При поглощение кванта электроны могут переходить на другой уровень, при этом освобождается место, образуется пара «электрон – дырка», что получило название экситон. При действии фотона электрон перемещается по более высокому энергетическому уровню в кристалле до атома, которому передает энергию, а затем возвращается к своему положению.
Миграция была обнаружена в кристаллах сернистого цинка с примесью атомов меди, при этом энергию поглощают сера и цинк, а свечение осуществляется за счет меди, свечение происходит на расстояние 50 ангстрем.
Белки имеют упорядоченную структуру, по мостикам могут передаваться энергия. Блюменфельд и Кальмансон обнаружили в аминокислотах и белках свободные электроны. Бюхер и Касперсон объясняют миграцию электронов в осуществлении дыхательной функции при участии цитохромов, в которых изменяется валентность атомов железа. Миграция происходит по протеиновым мостикам, энергия передается за счет электронов;
2. резонансная теория была предложена Вавиловым и Перреном. Считали, что не требуется кристаллической структуры для миграции энергии, но необходимо, чтобы донатор энергии обладал способностью к люминесценции. Спектр поглощения донатора должен перекрываться спектром поглощения акцептора, но при этом максимум поглощение должен у донатора находиться в более коротковолновой части, то есть более донатор должен иметь более высокий энергетический уровень. Расстояние не должно превышать 10 нм между донатором и акцептором. Молекулы вступают в резонансные отношения друг с другом и осуществляется передача энергии:
A + hv = A*, A* + B = A + B*;
3. протонная теория была предложена Теренином и Красновским, которые пологали, что миграция энергии происходит вибрационным путем по цепочкам молекул. Энергия распространяется по белковой цепочке до протонов, которые образуют мостики водородной связи, при этом квант энергии расходуется на образование аксония. Протон взаимодействует с молекулой воды в сольватной оболочке, образуется Н3О (аксоний), который нестабилен и распадается на воду и протон, который несет энергию далее. Так происходит передача энергии.