Фотоиндуцированное разделение зарядов - Photoinduced charge separation

Фотоиндуцированное разделение зарядов это процесс электрон в атом или молекула, которая возбуждается до более высокого энергетического уровня за счет поглощения фотона, а затем оставляет атом или молекулу ближайшему акцептор электронов.

Модель Резерфорда

Атом состоит из положительно заряженного ядра, на орбите которого движутся электроны. Ядро состоит из незаряженных нейтронов и положительно заряженных протонов. Электроны заряжены отрицательно. В начале ХХ века Эрнест Резерфорд предположил, что электроны вращаются вокруг плотного центрального ядра аналогично планетам, вращающимся вокруг Солнца. В центростремительная сила необходимая для удержания электронов на орбите была обеспечена Кулоновская сила протонов в ядре, действующих на электроны; точно так же, как гравитационная сила Солнца, действующая на планету, обеспечивает центростремительную силу, необходимую для удержания планеты на орбите.

Эта модель хоть и привлекательна, но не работает в реальном мире. Синхротронное излучение приведет к потере орбитального электрона орбитальной энергии и спирали внутрь, поскольку векторная величина ускорения частицы, умноженная на ее массу (значение силы, необходимой для поддержания электронного движения в круговом движении), будет меньше, чем электрическая сила, приложенная протоном к электрону.

Как только электрон войдет в ядро, он соединится с протоном, образуя нейтрон, и атом перестанет существовать. Эта модель явно ошибочна.

Модель Бора

В 1913 г. Нильс Бор уточнил модель Резерфорда, заявив, что электроны существуют в дискретных квантованный государства назвали уровни энергии. Это означало, что электроны могли занимать орбиты только при определенных энергиях. Законы квантовая физика применяются здесь, и они не соответствуют законам классического ньютоновского механика.

Электрон, полностью свободный от атома, имеет энергию 0 джоулей (или 0 электронвольт). Электрон, который описывается как находящийся в "основном состоянии", имеет энергию, равную энергии энергия ионизации атома. Электрон будет находиться на этом уровне энергии при нормальных обстоятельствах.

Если фотон света попадает в атом, он будет поглощен, если и только если энергия этого фотона равна разнице между основным состоянием и другим энергетическим уровнем в этом атоме. Это поднимает электрон на более высокий энергетический уровень.

Смотрите также