Physikalische und chemische Eigenschaften gelöster Elektronen (Überschußelektronen)

Abstract Elektronen, die durch Ionisation in einem gasförmigen, flüssigen oder festen Lösungsmittel erzeugt werden, bezeichnen wir als gelöste Elektronen oder Überschußelektronen. Sie können als quasifreie Teilchen hoher Beweglichkeit in einem delokalisierten Zustand auftreten, vergleichbar den Elektronen in Metallen, oder sie können als „gebundene” Teilchen niedriger Beweglichkeit in einem engen Bereich ‐ einem durch Abstoßungskräfte gebildeten Lösungshohlraum ‐ lokalisiert sein. Die lokalisierten Elektronen können ‐ wie normale Ionen ‐ sogar eine Solvathülle besitzen. Für diese solvatisierten Elektronen sind die breiten und sehr intensiven Lichtabsorptionsspektren im sichtbaren bis nahen infraroten Spektralbereich charakteristisch. Die lokalisierten und delokalisierten Zustände der Überschußelektronen können sich miteinander im Gleichgewicht befinden, so daß ein kontinuierlicher Übergang der Eigenschaften zwischen den Grenzwerten beobachtet werden kann. ‐ Die Reaktionen der Überschußelektronen mit zugesetztem Substrat verlaufen über Analagerungsgleichgewichte A + e − ⇌ A − , denen sich meist Folgereaktionen anschließen. Die Geschwindigkeitskonstanten dieser Reaktionen variieren je nach Substrat und Lösungsmittel um mehr als 15 Zehnerpotenzen. — Mit einem qualitativ leicht verständlichen, quantitativ jedoch nur mit großem Aufwand erfaßbaren Modell lassen sich viele Eigenschaften der gelösten Elektronen deuten.