Accepteur d'électron

Définition

Un accepteur d'électrons est une entité chimique capable de recevoir des électrons transférés d'un autre composé. Par opposition au donneur, un accepteur d'électron(s) est un agent oxydant qui, lors de l'acceptation des électrons, est réduit au cours du processus.

Un accepteur d'électron en physique et en chimie est une particule (atome, molécule, ion) capable d'accepter des électrons, contrairement au donneur. Les accepteurs d'électrons sont parfois appelés à tort récepteurs électroniques.

Quelques accepteurs d'électrons :

Les accepteurs d'électrons sont par définition rares dans un environnement où les réducteurs sont abondants.

Explications

Le terme accepteur joue un rôle dans le contexte des réactions redox, où les électrons sont transférés d'un réactif à un autre par une réaction chimique. Le processus d'absorption des électrons s'appelle aussi réduction, l'accepteur d'électrons aussi comme oxydant. En revanche, l'agent réducteur est appelé donneur d'électrons, l'oxydation est le processus de don d'électrons. Les deux processus existent toujours ensemble dans une réaction redox.

Bilans de charge électronique

Les agents oxydants typiques subissent une altération chimique permanente par le biais d'une réaction chimique de nature covalente ou ionique; qui produit le transfert complet et irréversible d'un ou plusieurs électrons. Cependant, dans de nombreuses circonstances chimiques, le transfert d'électrons d'un donneur d'électrons peut être fractionnaire, ce qui signifie que l'électron n'est pas complètement transféré, mais une résonance électronique intervient entre le donneur et l'accepteur. Cela conduit à la formation d'un complexe de transfert de charge dans lequel les composants conservent la plupart de leurs identités chimiques.

Bilans énergétiques

Le pouvoir oxydant (ou accepteur) d'une molécule acceptant les électrons est mesuré par son affinité électronique, qui est l'énergie libérée lorsqu'elle remplit la plus faible orbitale moléculaire inoccupée (LUMO).

Le bilan énergétique total ΔE, c'est-à-dire que l'énergie totale gagnée ou perdue lors d'un transfert donneur-accepteur est déterminée par la différence entre l'affinité électronique A de l'accepteur; et le potentiel d'ionisation I du donneur d'électrons : ΔE = I - A. Pour une réaction exothermique, l'énergie libérée est intéressante et égale à -ΔE = A - I.

Acides et bases de Lewis

🚩 L'équation du terme "accepteur d'électrons" avec celle de l'acide de Lewis est obsolète et devrait être évitée. En chimie, une classe d'accepteurs d'électrons qui acquièrent non seulement un, mais un groupe de deux électrons pour former une liaison covalente avec une molécule donneuse d'électrons est appelée acide de Lewis. Ce phénomène conduit au vaste domaine de la chimie des acides et des bases de Lewis. Les forces motrices qui déterminent le comportement des donneurs et accepteurs d'électrons en chimie sont basées sur les concepts d'électropositivité (pour les donneurs) et d'électronégativité (pour les accepteurs).

Exemples

Des exemples d'accepteurs d'électrons peuvent être l'oxygène, le nitrate, le fer (III), le manganèse (IV), le sulfate, le dioxyde de carbone ou même, dans certains microorganismes solvants chlorés, tels que le tétrachloréthylène (PCE) et le chlorure de vinyle (CV). Ces dernières réactions sont intéressantes non seulement parce que les organismes obtiennent de l'énergie, mais aussi parce qu'ils participent à la bioremédiation naturelle de ces polluants organiques.

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Accepteur primaire d'électrons

L'accepteur primaire d'électrons est un agent oxydant associé à la chlorophylle du centre réactionnel. Lorsqu'un photon élève un électron de chlorophylle à un niveau d'énergie supérieur, cette énergie, et finalement un électron, doit aller quelque part. Cet endroit, idéalement pour l'organisme photosynthétisant, est connu sous le nom d'accepteur d'électrons primaire.

L'agent réducteur s'appelle la phéophytine et est un dérivé de la chlorophylle elle-même. Il reçoit un électron excité de la chlorophylle du centre de réaction et sert donc d'accepteur primaire d'électrons à partir de photosystèmes.

À partir de l'accepteur d'électrons primaire, les électrons sont ensuite transmis sur la chaîne de transport d'électrons. Pour une meilleure idée du contexte de ce transfert d'électrons, voir flux d'électrons non cycliques et Flux d'électrons cycliques.

Le photosystème I (PSI) est le complexe réactionnel photochimique impliqué dans la génération d'un réducteur à faible potentiel dans les organismes photosynthétiques à évolution en oxygène. La réaction photochimique principale dans le PSI a été identifiée comme étant la photo-oxydation d'un complexe chlorophyllien de centre réactionnel P700 (en opposition à P680 pour le photosystème 2 qui le principal donneur d'électrons). Cette photooxydation intervient à la fois à la température ambiante et à l'état congelé, à des températures aussi basses que 4,2 K. Aux températures cryogéniques, cette photooxydation s'est généralement révélée irréversible.

Accepteur final d'électrons

En biologie, un accepteur final d'électrons ou un accepteur terminal d'électrons est le dernier composé qui reçoit ou accepte un électron lors du transfert d'électrons de la respiration cellulaire ou de la photosynthèse. Tous les organismes tirent leur énergie du transfert d'électrons d'un donneur d'électrons à un accepteur d'électrons. Au cours de ce processus (la chaîne de transport d'électrons), l'accepteur d'électrons est réduit et le donneur d'électrons est oxydé.

Dans une chaîne de transport biologique, les électrons passent conformément à leurs potentiels de réduction standard (E'₀), d'un couple rédox conjugué de potentiel inférieur à un potentiel supérieur, ce qui entraîne une perte d'énergie libre. Par exemple, dans la chaîne respiratoire, les électrons proviennent de la paire conjuguée NADH/NAD+ (avec E'₀ = -0,32 V) pour coupler H₂O/½ O₂ (avec E'₀ = + 0,82 V). Dans ces chaînes, chaque transporteur fonctionne en tant qu'accepteur électronique du membre précédent de la chaîne et en tant que donneur du membre suivant.

Le dernier accepteur d'électrons dans la chaîne respiratoire est l'oxygène moléculaire; tandis que dans la respiration anaérobie, l'accepteur final est une substance autre que l'oxygène, généralement inorganique, telle que le nitrate. Dans la chaîne de transport d'électrons (voir un transporteur d'électrons) de la phase légère de la photosynthèse, l'accepteur d'électrons final est NAD+ (à la fin, les électrons de la photosynthèse sont utilisés dans le cycle de Calvin pour fixer le CO₂ et produire des sucres). Dans les fermentations, les accepteurs finaux d'électrons peuvent être des coenzymes telles que NAD+.

En rapport avec "accepteur d'électron"

• accepteur

  

  Un accepteur est celui qui accepte. En législation, il est celui qui accepte un projet ou une lettre de change, par opposition au donneur.

• couche électronique

  

  En physique atomique, une couche électronique, en rapport avec le niveau énergétique d'un atome, peut être considérée comme l'ensemble des orbites suivies...

• donneur d'électrons

  

  Un donneur d'électrons est un ion, formant le site donneur, qui cède un électron à un autre atome.

• électron

  

  L'électron (e-) est une particule élémentaire chargée négativement. Les électrons liés par un atome ou un ion forment sa couche d'électrons.