elektronovergangen

Elektronovergangen zijn veranderingen in de toestand van een elektron in een atoom of molecuul, waarbij een elektron van een hoger naar een lager energieniveau (emissie) of van lager naar hoger (absorptie) overstapt. De overgangsenergie komt overeen met de energie van een foton: ΔE = hν. In atomen zijn elektronovergangen discrete toestanden; in moleculen treden naast elektronische ook vibrationale en rotatoire niveaus op, waardoor spectra vaak uit lijnen en banden bestaan.

Overgangen tussen toestanden worden meestal beschreven als elektrische-dipoolovergangen. Niet alle overgangen zijn even waarschijnlijk, vanwege selectie regels. Bij veel systemen geldt dat de overgang alleen toegestaan is als bepaalde quantumnummers veranderen, en dat pariteitsverandering vereist kan zijn. In eenvoudige gevallen gelden Δl = ±1 en, bij veelatomaire systemen, ΔJ = 0 of ±1 met J = 0 naar J = 0 verboden.

Tijdens een elektronovergang kan energie worden toegewezen aan fotonenergie plus veranderingen in vibratie en rotatie. Het Franck-Condon-principe stelt dat, tijdens een elektronische overgang, de nuclei relatief ongewijzigd blijven en de overgang “vertical” is op de potentiaalenergieruggen, waardoor de intensiteit afhangt van de overlap tussen vibrationale golffuncties.

Elektronovergangen vormen de kern van spectroscopie: absorptie levert spectra met lijnen of banden; emissie produceert luminescentie zoals fluorescentie en fosforescentie. Ze zijn cruciaal voor UV-Vis-spectroscopie, chemische analyse, sterrenkunde en lasertechnologie.