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Donator-Akzeptor-Prinzip

Das Donator-Akzeptor-Prinzip ist eines der grundlegenden Prinzipien der Chemie und gehört damit zu den fünf Basiskonzepten der Chemie. Bei vielen chemischen Reaktionen gibt ein Edukt A ein Teilchen (Radikal, Ion oder Elektron) an ein zweites Edukt B ab. A wird dann als Donator (Spender), B dagegen als Akzeptor (Empfänger) bezeichnet.

Bekannte Anwendungen dieses Donator-Akzeptor-Prinzips in der Chemie sind

Säure-Base-Reaktionen

Nach BRÖNSTED ist eine Säure ein Protonendonator, eine Base dagegen ein Protonenakzeptor.

Säuren sind Teilchen, die bestimmte kovalent gebundene Wasserstoff-Atome heterolytisch abspalten und dann als Proton abgeben können. Basen sind elektronegative Teilchen mit einer freien, doppelt besetzten Kugelwolke, in die sich dann ein Proton hineinsetzen kann.

Salzbildungen

Bei der Bildung von Kochsalz NaCl - um nur ein einfaches Beispiel zu nennen - geben die Na-Atome ihre Außenelektronen an die Cl-Atome ab. Die Natrium-Atome treten hier als Elektronendonatoren auf, die Chlor-Atome als Elektronenakzeptoren.

Redoxreaktionen

Bereits der Redoxbegriff der Klasse 7 fällt unter das Donator-Akzeptor-Prinzip. In der 7. Klasse wird den Schülern normalerweise erklärt, dass eine Redoxreaktion eine Übertragung von Sauerstoff von einem Sauerstoffspender auf einen Sauerstoffempfänger ist. Gern wird dann der Thermit-Versuch als besonders eindrucksvolle Demonstration eingesetzt. Hier ist Eisenoxid der Sauerstoffspender und Aluminium der Empfänger. Nach Entzünden des Gemischs wird in einer extrem exothermen Reaktion der Sauerstoff vom Eisenoxid auf das Aluminium übertragen, es entstehen Aluminiumoxid und Eisen. Wegen der großen Reaktionsenergie ist das Eisen flüssig und kann dann zum Schweißen von Eisenbahnschienen etc. eingesetzt werden.

Fachlich gesehen ist dieses Donator-Akzeptor-Beispiel jedoch nicht ganz korrekt, denn es werden ja keine Sauerstoff-Atome vom Eisenoxid auf das Aluminium (oder bei einem anderen beliebten Versuch vom Kupferoxid auf das Eisen) übertragen, sondern negative Oxid-Ionen.

In der Klasse 9 und in der Oberstufe wird dann die Übertragung von Elektronen von einem Elektronendonator auf einen Elektronenakzeptor als Redoxreaktion bezeichnet. Dieses Konzept findet auch in der Biochemie Anwendung, wenn zum Beispiel in der Atmungskette Elektronen von einem Redoxsystem auf das nächste Redoxsystem übertragen werden.

einfache Komplexreaktionen

Bei einfachen Komplexreaktionen werden Liganden wie C=O von einem Zentral-Teilchen auf ein anderes übertragen.

Organische Reaktionen

Hier gibt es eine ganze Reihe von Reaktionen, die dem Donator-Akzeptor-Prinzip entsprechen. Man betrachte nur die Chlorierung von Methan - als Beispiel für die Radikalische Substitution. Im zweiten Kettenfortpflanzungsschritt wird ein Chlor-Atom von einem Chlor-Molekül auf ein Methyl-Radikal übertragen. Diesen Teilschritt könnte man durchaus als Donator-Akzeptor-Reaktion bezeichnen; das Chlor-Molekül ist dabei der Chlor-Donator, das Methyl-Radikal der Chlor-Akzeptor. Bei anderen Reaktionen werden Methyl-Gruppen, OH-Gruppen, NH2-Gruppen oder andere Teilchen von einem Donator auf einen Akzeptor übertragen.

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