Elektronátmenetek

Elektronátmenetek olyan folyamatok, amelyek során egy elektron energiája megváltozik egy atomban, ionban vagy molekulában. Az átmenet lehet foton energiájának felvételével (abszorpció) vagy kibocsátásával (emisszió) kapcsolatos. A folyamat során az elektron egy kiinduló energiaállapotból egy célállapotba kerül, és az átmenet energiája megegyezik a részecske által közölt vagy kibocsátott foton energiájával. Atomi rendszerekben az átmenetek az elektronhéjak, molekulákban pedig a molekuláris orbitalok között történnek.

Mechanizmus és felépítés: A legfontosabb átmenetfajta az elektromos dipólusú átmenet. Egy foton elnyelése vagy kibocsátása során az elektron olyan állapotból a másikba kerül, amely energiában megfelel a foton energiájának. Molekuláknál az elektronátmenet gyakran vibrációs és rotációs színtérek kíséretében zajlik, ezért a spektrumok gyakran sávosak a vonalmenti elrendezés helyett. A Franck–Condon elv szerint az átmenet gyorsabb a nukleáris mozgás változásánál, ezért a nukleáris koordináták “vertikális” jellegűek a potenciálfelületeken.

Szabályok és következmények: Dipol-allowed átmenetek esetén a valószínűségi tényező nem zérus. Atomi átmeneteknél általánosak a Δl = ±1 és a spinváltozás ΔS = 0 szabályok, míg molekuláknál a szimmetria és a dipólusmomentum integrálja határozza meg, hogy egy átmenet engedélyezett-e vagy tiltott.

Jelentőség: Az elektronátmenetek alapvetőek a UV–Vis spektroszkópiában, az atomos emissziós és abszorpciós spektrumok megértésében, valamint a fluoreszcencia és foszforeszcencia jelenségeiben. Kvantumkémiai módszerek (például TD-DFT) és számítások segítségével előre jelezhetők az átmenetek energiái és intensitásai; a jelenséget Einstein A- és B-együtthatókkal is szokás modellezni.