Πότε ή πώς μετακινούνται τα ηλεκτρόνια από το ένα ενεργειακό επίπεδο σε άλλο;

Τα ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν από το ένα επίπεδο ενέργειας σε άλλο απορροφώντας ή εκπέμποντας φωτόνια φωτός με μια συγκεκριμένη ενέργεια που αντιστοιχεί στη διαφορά ενέργειας μεταξύ των δύο επιπέδων. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως κβαντική μηχανική και ο ακριβής μηχανισμός εξαρτάται από τον τύπο του ατόμου ή του μορίου που εμπλέκεται.

εκπομπή: Όταν ένα ηλεκτρόνιο μεταβαίνει από υψηλότερο επίπεδο ενέργειας σε χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας, απελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή φωτονίου φωτός. Το μήκος κύματος του εκπεμπόμενου φωτονίου αντιστοιχεί στη διαφορά ενέργειας μεταξύ των δύο επιπέδων.

Απορρόφηση: Αντίθετα, όταν ένα ηλεκτρόνιο μεταβαίνει από χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας, απορροφά ενέργεια με τη μορφή φωτονίου φωτός. Το μήκος κύματος του απορροφημένου φωτονίου αντιστοιχεί στη διαφορά ενέργειας μεταξύ των δύο επιπέδων.

Αυτές οι μεταβάσεις μπορούν να προκληθούν με διάφορα μέσα, όπως:

1. Θερμική διέγερση: Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, άτομα ή μόρια έχουν περισσότερη θερμική ενέργεια, αυξάνοντας την πιθανότητα απορρόφησης ενέργειας ηλεκτρονίων και μετακίνηση σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας.

2. Ηλεκτρική διέγερση: Η εφαρμογή εξωτερικής τάσης ή ηλεκτρικού πεδίου μπορεί να παρέχει την απαραίτητη ενέργεια για να μετακινηθεί τα ηλεκτρόνια σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας.

3. Χημικές αντιδράσεις: Οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να προκαλέσουν αλλαγές στην ηλεκτρονική δομή των ατόμων ή των μορίων, οδηγώντας σε μεταβάσεις ηλεκτρονίων και εκπομπής ή απορρόφησης φωτός.

4. Φωτογραφία: Η ακτινοβολία μιας ουσίας με φως ενός συγκεκριμένου μήκους κύματος μπορεί να διεγείρει τα ηλεκτρόνια σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας, με αποτέλεσμα διάφορες φωτοφυσικές και φωτοχημικές διεργασίες.

5. συγκρούσεις: Σε συγκρούσεις μεταξύ ατόμων ή μορίων, η ανταλλαγή ενέργειας μπορεί να προκαλέσει τη μετάβαση ηλεκτρόνων μεταξύ διαφορετικών επιπέδων ενέργειας.

Η κίνηση των ηλεκτρονίων μεταξύ των επιπέδων ενέργειας αποτελεί θεμελιώδη αρχή σε πολλές φυσικές και χημικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένης της ατομικής και μοριακής φασματοσκοπίας, της φωτοφωταύγειας, των λέιζερ, των ημιαγωγών και πολλών άλλων.