PhotosystèmeUn photosystème est un ensemble formé par des protéines et des pigments - dont la chlorophylle - et se trouve dans les membranes thylakoïdales des cyanobactéries et des chloroplastes dans les cellules végétales. Les photosystèmes interviennent dans les mécanismes de la photosynthèse en absorbant les photons de la lumière. upright=1.67|vignette|Schéma d'un photosystème. 1 : Photon lumineux incident. 2 : Molécules de pigments constituants l'antenne collectrice. 3 : Centre réactionnel contenant un dimère de chlorophylle a.
Méthode ab initio de chimie quantiqueLes méthodes ab initio de chimie quantique sont des méthodes de chimie numérique basées sur la chimie quantique. La méthode ab initio la plus simple de calcul de structure électronique est le schéma Hartree-Fock (HF), dans laquelle la répulsion coulombienne électron-électron n'est pas spécifiquement prise en compte. Seul son effet moyen est inclus dans le calcul. Lorsque la taille de la base est augmentée, l'énergie et la fonction d'onde tendent vers une limite appelée limite Hartree-Fock.
Oxygen evolutionOxygen evolution is the process of generating molecular oxygen (O2) by a chemical reaction, usually from water. Oxygen evolution from water is effected by oxygenic photosynthesis, electrolysis of water, and thermal decomposition of various oxides. The biological process supports aerobic life. When relatively pure oxygen is required industrially, it is isolated by distilling liquefied air. Oxygen evolving complex Photosynthetic oxygen evolution is the fundamental process by which oxygen is generated in the earth's biosphere.
Ab initioLa locution latine ab initio signifie depuis le début/commencement et est utilisée dans plusieurs contextes : en littérature : racontée depuis le début en opposition à in medias res (signifiant commencer au milieu de l'histoire). comme terme légal : fait référence à quelque chose étant partie du problème depuis le début ou depuis l'instant de l'acte, plus que lorsque la cour l'a déclaré comme tel. Une déclaration judiciaire de l'invalidité d'un mariage ab initio est la nullité.
Centre réactionnelLe centre réactionnel d'un photosystème est la partie dans laquelle se produit la réaction de séparation de charge d'une chlorophylle excitée. Les autres parties du photosystème participent à la collecte de l'énergie lumineuse sans que les chlorophylles qui y sont présentes ne réalisent la séparation de charge. La chlorophylle du centre réactionnel est spécifique : contrairement à celles de l'antenne collectrice, elle se désexcite de l'énergie que ces dernières lui ont apportée en libérant un électron, c’est-à-dire en s'oxydant.
Light-dependent reactionsLight-dependent reactions is jargon for certain photochemical reactions that are involved in photosynthesis, the main process by which plants acquire energy. There are two light dependent reactions, the first occurs at photosystem II (PSII) and the second occurs at photosystem I (PSI), PSII absorbs a photon to produce a so-called high energy electron which transfers via an electron transport chain to cytochrome b_6f and then to PSI. The then-reduced PSI, absorbs another photon producing a more highly reducing electron, which converts NADP^+ to NADPH.
Complexe d'oxydation de l'eauvignette|Représentation du cycle de Kok. Le nombre d'oxydation des atomes de manganèse est un sujet encore débattu. Le complexe d'oxydation de l'eau (COE), souvent désigné de son terme anglais oxygen-evolving complex (OEC), est un domaine enzymatique du impliqué dans la photo-oxydation de l'eau lors des réactions dépendantes de la lumière au cours de la photosynthèse. Une théorie publiée en 1970, et largement acceptée depuis, décrit le fonctionnement de ce complexe comme une succession de cinq états distincts, notés .
Anoxygenic photosynthesisAnoxygenic photosynthesis is a special form of photosynthesis used by some bacteria and archaea, which differs from the better known oxygenic photosynthesis in plants in the reductant used (e.g. hydrogen sulfide instead of water) and the byproduct generated (e.g. elemental sulfur instead of molecular oxygen). Several groups of bacteria can conduct anoxygenic photosynthesis: green sulfur bacteria (GSB), red and green filamentous phototrophs (FAPs e.g. Chloroflexia), purple bacteria, acidobacteriota, and heliobacteria.
Craquage de l'eauLe craquage de l'eau est un processus aboutissant à la dissociation de l'hydrogène et de l'oxygène de l'eau, atomes composant la molécule d'eau , par thermolyse, électrolyse ou radiolyse. La réaction thermochimique commence à haute température (entre ) pour devenir complète vers . Le bilan de la décomposition d'une molécule d'eau ci-après : H2O → H2 + O2 s'établit comme suit, pour une mole d'eau : comme la molécule d'eau H2O est constituée de deux liaisons O-H dont chacune a une énergie molaire de , leur rupture absorbe ; la recomposition des molécules de dihydrogène gazeux produit un apport d'énergie : 2 H → H2 + ; la recomposition du dioxygène libère quant à elle : 2 O → O2 + , soit par mole d'eau initiale.
Photosynthèsevignette|La photosynthèse végétale consiste à réduire le dioxyde de carbone de l'atmosphère par l'eau absorbée par les racines à l'aide de l'énergie solaire captée par les feuilles avec libération d'oxygène afin de produire des glucides. vignette|Équation de la photosynthèse. vignette|La feuille est l’organe spécialisé dans la photosynthèse chez les spermatophytes. vignette|Vue composite montrant la distribution de l'activité photosynthétique à la surface de la Terre, le rouge foncé indiquant les zones les plus actives du phytoplancton des milieux aquatiques et le bleu-vert celles de la végétation sur la terre ferme.
OxygèneL'oxygène est l'élément chimique de numéro atomique 8, de symbole O. C'est la tête de file du groupe des chalcogènes, souvent appelé groupe de l'oxygène. Découvert indépendamment en 1772 par le Suédois Carl Wilhelm Scheele à Uppsala, et en 1774 par Pierre Bayen à Châlons-en-Champagne ainsi que par le Britannique Joseph Priestley dans le Wiltshire, l'oxygène a été nommé ainsi en 1777 par le Français Antoine Lavoisier du grec ancien (« aigu », c'est-à-dire ici « acide »), et (« générateur »), car Lavoisier pensait à tort que : Une molécule de formule chimique , appelée communément « oxygène » mais « dioxygène » par les chimistes, est constituée de deux atomes d'oxygène reliés par liaison covalente : aux conditions normales de température et de pression, le dioxygène est un gaz, qui constitue 20,8 % du volume de l'atmosphère terrestre au niveau de la mer.
Phéophytinevignette|Structure de la phéophytine a. Une phéophytine est une chlorophylle dépourvue de son cation central de magnésium Mg2+. La est la plus commune, correspondant à la qui est le principal pigment photosynthétique, mais il existe également de la , chaque variété de chlorophylle ayant une phéophytine correspondante. Les phéophytines interviennent dans la photosynthèse comme premiers transporteurs d'électrons intermédiaires dans la chaîne de transfers d'électrons du photosystème chez les plantes , et du centre réactionnel photosynthétique des bactéries pourpres .
Laser à électrons libresUn laser à électrons libres (en free electron laser : FEL) est un type de laser qui fonctionne en utilisant des électrons qui ne sont pas liés à un atome, d’où l'adjectif « libres », pour créer des photons. La lumière produite est à la fois cohérente, intense et peut avoir une longueur d'onde située dans une large gamme, depuis les micro-ondes jusqu'aux rayons X durs, en passant par l'ultra-violet, le domaine visible et l'infrarouge. Les lasers à électrons libres ont été suggérés en 1971 par le physicien John M.
Craquage de l'eau par photocatalyseLe craquage de l'eau par photocatalyse est l'utilisation de photons suffisamment énergétiques pour craquer les molécules d'eau en les clivant de manière électrochimique afin de produire hydrogène et oxygène , selon une réaction chimique qui s'écrit simplement : 2 + 4 hν ⟶ 2 + , l'énergie minimale des photons incidents étant . Une telle réaction a été décrite pour la première fois en 1972 pour des longueurs d'onde inférieures à .
Méthode quantique semi-empiriqueLes méthodes semi-empiriques sont des techniques de résolution de l'équation de Schrödinger de systèmes à plusieurs électrons. Contrairement aux méthodes ab initio, les méthodes semi-empiriques utilisent des données ajustées sur des résultats expérimentaux afin de simplifier les calculs. La longueur et la difficulté des calculs est en grande partie due aux intégrales biélectroniques qui apparaissent au cours du processus de résolution.
Dynamique moléculaireLa dynamique moléculaire est une technique de simulation numérique permettant de modéliser l'évolution d'un système de particules au cours du temps. Elle est particulièrement utilisée en sciences des matériaux et pour l'étude des molécules organiques, des protéines, de la matière molle et des macromolécules. En pratique, la dynamique moléculaire consiste à simuler le mouvement d'un ensemble de quelques dizaines à quelques milliers de particules dans un certain environnement (température, pression, champ électromagnétique, conditions aux limites.
Photosynthèse artificielleLa photosynthèse artificielle est un procédé chimique qui imite la photosynthèse naturelle des plantes afin de transformer l'énergie solaire en énergie chimique. Photosynthèse La photosynthèse existe chez les végétaux chlorophylliens et chez certaines bactéries (cyanophycées). Elle consiste en une suite de réactions biochimiques provoquées par la lumière, le type d'énergie faisant réagir des molécules minérales simples (CO2, H2O...). Ces réactions entraînent la production de molécules organiques glucidiques de masse molaire relativement faible.
Chimie numériqueLa chimie numérique ou chimie informatique, parfois aussi chimie computationnelle, est une branche de la chimie et de la physico-chimie qui utilise les lois de la chimie théorique exploitées dans des programmes informatiques spécifiques afin de calculer structures et propriétés d'objets chimiques tels que les molécules, les solides, les agrégats atomiques (ou clusters), les surfaces, etc., en appliquant autant que possible ces programmes à des problèmes chimiques réels.
Électrolyse de l'eauL'électrolyse de l'eau est un procédé électrolytique qui décompose l'eau (HO) en dioxygène et dihydrogène gazeux grâce à un courant électrique. La cellule électrolytique est constituée de deux électrodes immergées dans un électrolyte (ici l'eau elle-même) et connectées aux pôles opposés de la source de courant continu. vignette|Schéma du voltamètre d'Hoffmann utilisé pour l'électrolyse de l'eau. vignette|Schéma fonctionnel de l’électrolyse.
Théorie de la fonctionnelle de la densitéLa théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT, sigle pour Density Functional Theory) est une méthode de calcul quantique permettant l'étude de la structure électronique, en principe de manière exacte. Au début du , il s'agit de l'une des méthodes les plus utilisées dans les calculs quantiques aussi bien en physique de la matière condensée qu'en chimie quantique en raison de son application possible à des systèmes de tailles très variées, allant de quelques atomes à plusieurs centaines.
