حلال چگونه ساختار الکترونی، انتقال بار و سرنوشت یک واکنش شیمیایی را تغییر می‌دهد؟

شرح دقیق مسئله

بسیاری از واکنش‌های مهم شیمی در محلول رخ می‌دهند، ولی محاسبات اولیه اغلب از مولکولی منفرد یا محیطی ساده‌شده آغاز می‌شوند. حلال می‌تواند با تغییر میدان الکتریکی موضعی، تشکیل پیوند هیدروژنی، پایدارکردن بارها و تغییر انرژی حالت‌های الکترونی بر رفتار مولکول اثر بگذارد. این اثرها همیشه به تغییر سرعت محدود نمی‌شوند؛ ممکن است مسیر واکنش یا نسبت محصولات را نیز تغییر دهند. در مقیاس زمانی بسیار کوتاه، بازآرایی محیط حلال و تغییر حالت الکترونی مولکول می‌توانند در بازه‌های زمانی متفاوت رخ دهند. پرسش آن است که چگونه می‌توان این فرایندها را از هم تفکیک کرد و مشخص ساخت کدام ویژگی‌های محیط عامل تعیین‌کننده‌ی انتقال بار یا انتخاب مسیر واکنش هستند. فهم این موضوع برای فتوشیمی، انتقال بار در سامانه‌های زیستی، الکتروشیمی و طراحی واکنش‌های گزینش‌پذیر ضروری است. بدون چنین فهمی، تعمیم نتایج حاصل از فاز گاز به شرایط واقعی اغلب محدود خواهد بود. باید روش‌های نظری و تجربی برای مقایسه‌ی مولکول در فاز گاز، خوشه‌های حلال با اندازه‌ی مشخص و محیط مایع توسعه یابند. اندازه‌گیری دینامیک انتقال بار، بررسی نقش پیوند هیدروژنی و تعیین تفاوت اثر حلال بر سرعت و مسیر واکنش از اهداف اصلی این پژوهش است.