Фотоиндуцированное разделение зарядов
Фотоиндуцированное разделение зарядов — это процесс, при котором электрон в атоме или молекуле возбуждается до более высокого энергетического уровня путем поглощения фотона, а затем покидает атом или молекулу, переходя в свободное пространство или к ближайшему акцептору электронов . [1]
модель Резерфорда
Атом состоит из положительно заряженного ядра, окруженного связанными электронами. Ядро состоит из незаряженных нейтронов и положительно заряженных протонов. Электроны заряжены отрицательно. В начале двадцатого века Эрнест Резерфорд предположил, что электроны вращаются вокруг плотного центрального ядра аналогично планетам, вращающимся вокруг Солнца. Центростремительная сила, необходимая для удержания электронов на орбите, обеспечивается кулоновской силой протонов в ядре, действующей на электроны; точно так же, как гравитационная сила Солнца, действующая на планету, обеспечивает центростремительную силу, необходимую для удержания планеты на орбите.
Эта модель, хотя и привлекательна, не соответствует действительности в реальном мире. Синхротронное излучение заставило бы вращающийся электрон потерять орбитальную энергию и закрутиться по спирали внутрь, поскольку векторная величина ускорения частицы, умноженная на ее массу (величина силы, необходимой для поддержания электрона в круговом движении), была бы меньше электрической силы, которую протон приложил к электрону.
Как только электрон войдет в ядро, электрон соединится с протоном, образуя нейтрон, и атом прекратит свое существование. Эта модель явно неверна.
модель Бора
В 1913 году Нильс Бор усовершенствовал модель Резерфорда, заявив, что электроны существуют в дискретных квантованных состояниях, называемых уровнями энергии . Это означало, что электроны могли занимать орбиты только при определенных энергиях. Здесь применимы законы квантовой физики , и они не соответствуют законам классической ньютоновской механики .
Электрон, который неподвижен и полностью свободен от атома, имеет энергию 0 джоулей (или 0 электронвольт). Электрон, который описывается как находящийся в «основном состоянии», имеет (отрицательную) энергию, которая равна энергии ионизации атома. Электрон будет находиться на этом энергетическом уровне при нормальных обстоятельствах, если только основное состояние не заполнено, в этом случае дополнительные электроны будут находиться в более высоких энергетических состояниях.
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.
Если фотон света, попадающий в атом, имеет энергию, превышающую энергию ионизации, он будет поглощен, а электрон, поглотивший энергию, будет выброшен из атома с энергией, равной энергии фотона за вычетом энергии ионизации.
Смотрите также
Ссылки
- ^ Имахори, Хироши (апрель 2023 г.). «Молекулярное фотоиндуцированное разделение зарядов: основы и применение». Бюллетень химического общества Японии . 96 (4): 339–352 . doi :10.1246/bcsj.20230031.
 | Эта статья, связанная с физикой элементарных частиц , является заглушкой . Вы можете помочь Википедии, расширив ее. |
