Большая советсткая энциклопедия Миграция энергии

Миграция энергии

Миграция энергии, перенос энергии, самопроизвольный переход энергии с одной частицы — донора (атома или молекулы) на другую — акцептор. М. э. не связана ни с испусканием фотона донором и его поглощением акцептором, ни с обменом электронами или атомами между взаимодействующими частицами. М. э. — результат электромагнитного взаимодействия частиц (индуктивно-резонансный механизм) либо частичного перекрывания их электронных оболочек (обменно-резонансный механизм). Мигрировать могут разные формы энергии, однако чаще всего М. э. наблюдается после перехода молекулы (атома) в электронно-возбуждённое состояние при поглощении ею кванта света. За время, пока не произошёл обратный процесс излучения света и молекула находится в возбуждённом состоянии, она может передать полученную ею энергию др. молекуле, находящейся достаточно близко, т. е. на расстоянии, меньшем длины волны соответствующего излучения (< 80 ). В конденсированной среде (растворах или кристаллах) такая передача происходит многократно, и энергия может сместиться от места поглощения кванта света на сравнительно большие расстояния (несколько мкм). М. э. происходит в газах, жидкостях и твёрдых телах. С. И. Вавилов показал, что М. э. объясняет такие явления, как концентрационная деполяризация и концентрационное тушение люминесценции красителей в растворах.

М. э. играет большую роль в биологических системах, участвуя во многих процессах жизнедеятельности. Особенно важное значение М. э. электронного возбуждения имеет в фотобиологии. Так, в процессе фотосинтеза квант света переводит молекулу хлорофилла или др. пигмента в электронно-возбуждённое состояние. Затем энергия мигрирует от одной молекулы пигмента к другой до тех пор, пока не окажется на особой молекуле, служащей реакционным центром, преобразующим энергию электронного возбуждения в химическую энергию (т. е. энергию, заключённую в химических связях). Помимо межмолекулярной М. э., возможен и внутримолекулярный перенос энергии. Так, М. э. между отдельными азотистыми основаниями происходит, по-видимому, в молекуле ДНК (или РНК) после поглощения ею кванта ультрафиолетового излучения, что, возможно, играет роль в повреждающем действии коротковолновой радиации на клетки и вирусы. Второй пример внутримолекулярной М. э. — перенос энергии кванта света в молекуле никотинамидадениндинуклеотида (НАД) от адениновой группировки к никотинамидной.

Лит.: Вавилов С. И., Микроструктура света, Собр. соч., т. 2, М., 1952; Рид С., Возбуждённые электронные состояния в химии и биологии, пер. с англ., М., 1960; Теренин А. Н., Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений, Л., 1967; Смит К., Хэнеуолт Ф., Молекулярная фотобиология, пер. с англ., М., 1972.

М. Д. Франк-Каменецкий.