Was passiert bei Farbigkeit bei dem Zurückfallen der Elektronen nach dem angeregten Zustand?
Beziehe mich auf den Teil meines Hefteintrages.. Wenn das die Elektronen des Moleküls angeregt sind, erscheint das Molekül farbig? Und wann sie wieder zurückfallen, ist das Molekül nicht mehr farbig, oder wie?
3 Antworten
Wenn Du weißes Licht (also, mehr oder minder, alle Wellenlängen gleichzeitig) durch eine Probe schickst, dann können die Moleküle angeregt werden. Dadurch verbrauchen sie bestimmte Wellenlängen, die dann im Licht fehlen; das Licht enthält nicht mehr alle Wellenlängen gleichmäßig, und unsere Augen nehmen das als Farbe wahr.
Die angeregten Moleküle unterscheiden sich darin, daß ihre Elektronen anders als „normal“ (=im Grundzustand) über das Molekül verteilt sind. Angeregte Moleküle haben nur eine beschränkte Lebenszeit, die meist sehr kurz ist. Also müssen die angeregten Moleküle irgendetwas tun.
- Sie können die aufgenommene Energie wieder abstrahlen, also Sekundärlicht erzeugen, und dadurch wieder in den Grundzustand zurückgehen. Das nennt man „Fluoreszenz“, und dem Auge erscheint es als eigenartiges Schimmern. Das abgestrahlte Licht hat immer eine andere Farbe als das absorbierte. Das kannst Du z.B. an einer Lösung des Farbstoffes Fluorescein sehen: Die Lösung sieht braun aus und zeigt ein grünliches Schimmern.
- Sie können die Energie einfach in Wärme umwandeln und so ohne weitere Komplikationen wieder in den Grundzustand zurückkehren. Es gibt verschiedene Mechanismen, die das ermöglichen, und in den meisten Molekülen ist einer davon aktiv. Daher ist das die häufigste Variante, sie heißt „strahlungsloser Übergang“.
- Sie können de aufgenommene Energie dazu benutzen, eine chemische Reaktion einzugehen, die sonst nicht möglich wäre. Dadurch entstehen ein oder mehrere neue Moleküle, fast immer im Grundzustand. So etwas nennt man eine „photochemische Reaktion. Als Beispiel bleicht Gras beim Trocknen im Sonnenlicht langsam aus, weil das Chlorophyll Licht absorbiert und dann photochemisch zerstört wird.
In den ersten beiden Fällen landest Du bei demselben Molekül, mit dem Du angefangen hast, und wieder im Grundzustand. Das kann dann sofort neues Licht absorbieren und denselben Cyclus erneut durchlaufen.
Nein, prinzipiell eher genau anders herum. Angeregt werden die Elektronen durch den Einfluss "irgendeiner" nicht näher bestimmten energiereichen elektromagnetischen Strahlung, z.B. UV-Licht. Beim "Zurückfallen" wird diese Energie, die zum "Hochheben" benutzt wurden, dann wieder abgegeben und zwar in Form von Lichtquanten bestimmter Wellenlängen, die dann den charakteristischen Farbeindruck ergeben.
Was ist überhaupt das Oberthema? Farbigkeit von organischen Molekülen durch delokalisierte Pi-Elektronen-Systeme?
Ja genau. Es hätte auch z.B. um Fluoreszenz gehen können.
Durch Energie (Wärmeenergie, Lichtenergie,...) werden die Elektronen in deinem Molekül angeregt, bekommen also selbst Energie. Dadurch steigt das Energieniveau der Elektronen, die Elektronen sind dann also angeregt. Wenn sie dann wieder auf ein niedrigeres Energieniveau zurückfallen, senden sie wieder Energie aus, in Form von Photonen. Und die Photonen erzeugen je nach Wellenlänge eine andere Farbe im Auge, sodass das Molekül eine Farbe bekommt.
Hm, Farbigkeit von Molekülen mit delokalisiertem Elektronensystem mit Aromaten oder so.. Wenn Sie das meinen