Акцептор электрона

Этот термин имеет и другие значения. Смотрите Акцептор Акцептор электрона (акцептор электронов, электронный акцептор, акцептор) – химическое соединение, группа или атом, который принимает электрон от другого соединения, группы, атома или кристалла.
В химии
Этот термин используется при переносе электрона (то есть, окислительно-восстановительных реакциях. В процессе реакции акцептор электрона восстанавливается, а другой реагент (донор электрона) окисляется.
Конечный акцептор электрона – соединение, которое получает или принимает электрон на конечной стадии клеточного дыхания или фотосинтеза. Все организмы получают энергию, перемещая электроны от донора электрона к акцептора электрона. Процесс начинается с передачи электрона от электронного донора. В течение этого процесса (электронный транспортную цепочку) акцептор электрона восстанавливается, а донор электрона окисляется. Примеры акцепторов электрона включают кислород, нитрат, железо (III), марганец (IV), сульфат, углекислоту, или в некоторых микроорганизмах Хлорированные растворители, например тетрахлороетилен (PCE), трихлорэтилен (TCE), дихлоретилен (DCE), и винил-хлорид ( VC). Эти реакции представляют интерес не только потому что они позволяют организмам получать энергию, но также и потому что они участвуют в естественном биологическом распада органических загрязнителей.
В физике твердого тела
Схематическое изображение кремния с донорной примесью бора Этот термин также используется в физике твердого тела (полупроводниковой технике), обычно как просто «акцептор», где акцептор – вещество, обладающее более вакантных валентных связей чем ионы кристалла. Это вещество добавляется в полупроводника в небольшом количестве и связывает один или более электронов кристалла, создавая дырки. Весь полупроводник превращается таким образом в «полупроводник p-типа».
Акцепторы бывают однозарядными и многозарядными. Например, в кристаллах из элементов IV группы периодической системы элементов кремния, германия, акцепторами являются элементы III группы: алюминий, индий, галлий. Поскольку элементы третьей группы имеют валентность 3, то три электрона образуют химическую связь с тремя соседними атомами кремния в кристаллической решетке, а электрона для образованию четвертой связи хватает. Однако при ненулевой температуре с определенной вероятностью образуется четвёртые связь. Электрон, который его образует, имеет энергию на несколько милиелектрон-вольт выше энергии верха валентной зоны. При этом в валентной зоне образуется так называемая дырка, которая может свободно двигаться в кристалле, и таким образом давать вклад в электрический ток.
Основном акцептор образует так называемый водородоподобных примесный центр, энергию которого просто оценить из решения уравнения Шредингера для атома, принимая во внимание то, что дыра в кристалле – квазичастица и отличается массой от свободного электрона, а также то, что дыра движется не в вакууме, а в среде с определенной диэлектрической проницаемостью. Такие акцепторы называются мелкими и образуют водородоподобную серию уровней с энергиями, которые можно оценить по формуле

где E a – энергия акцепторного уровня, E V – энергия верха валентной зоны, – Эффективная масса дырки, m 0 – масса свободного электрона, – Диэлектрическая проницаемость полупроводника, R – постоянная Ридберга, n – квантовое число, пробегает целые значения от единицы до бесконечности (однако, важнейшие малые значения n).
Основном эффективные массы дырок малы по сравнению с массой свободного электрона. Кроме того полупроводники имеют достаточно большие значения диэлектрической проницаемости (порядка 10), поэтому энергия акцептора примерно в 100-1000 раз меньше энергии электрона в атоме водорода. Именно благодаря этому обстоятельству акцепторные уровни мелкие. Учитывая этот факт волновые функции мелких акцепторных уровней простираются на много периодов кристаллической решетки, имея радиус намного больше радиус Бора.