Ultrafast Dynamics of Solvation: the Story so far

A presença de moléculas de solvente na vizinhança de um soluto afeta uma variedade de processos em química e biologia, e por isso é interessante obter uma descrição física de como funciona a solvatação. Embora existam muitas ferramentas espectroscópicas estruturalmente sensíveis para a investigação do papel de moléculas de solvente em processos químicos, a medida em tempo real da dinâmica de solvatação somente tornou-se possível após o desenvolvimento de espectroscopias a laser pulsado com resolução temporal de femtossegundos. Esta revisão descreve aplicações da espectroscopia ultra-rápida ao estudo da dinâmica de solvatação. A nível de terceira ordem, discutimos a dinâmica de solvatação com técnicas ressonantes e não-ressonantes, com um foco no estudo de líquidos simples e complexos. Espectroscopias Raman de quinta ordem também são apresentadas, sendo que o enfoque dá-se no novo entendimento que estas técnicas fornecem com relação ao papel do solvente em reações químicas e à natureza anarmônica do estado líquido. The presence of solvent molecules in the vicinity of a solute affects a variety of processes in chemistry and biology, and thus one would like to have a physical picture of how solvation works. Although there are many structurally sensitive spectroscopic tools to investigate the role of solvent molecules in chemical processes, real time measurements of the dynamics of solvation had to wait for the development of pulsed laser spectroscopies with femtosecond time-resolution. This review describes applications of ultrafast spectroscopy to the study of solvation dynamics. At third order, we review resonant and non-resonant probes of solvation dynamics, with a focus on the study of simple and complex liquids. Fifth-order Raman spectroscopies are also reviewed, focusing on the insights these techniques give into the role of the solvent in chemical reactions and the anharmonic nature of the liquid state