warum sind moleküle gefärbt?

[DoBi]

meine frage ist halt die folgende welche:

woraus resultiert die farbigkeit mancher moleküle? hab das mit dem anregen von elektronen nicht so ganz verstanden.

danke im vorraus für brauchbare antworten!

[AV]

Farbe entsteht entweder dadurch, dass ein bestimmtes Licht emittiert oder aber die Komplementärfarbe absorbiert wird. Die normale Farbigkeit von Stoffen resultiert aus der absorption der jeweiligen Komplementärfarbe.
Und zwar wird Licht der entsprechenden Wellenlänge vom betreffenden Molekül aufgenommen, so dass ein Elektron aus der "Molekülschale" in einen höheren Zustand (energetisch) angehoben wird. Irgendwann fällt das Elektron zwar zurück, aber das abgegebene Licht wird dabei wieder in alle Raumrichtungen abgestrahlt und nicht nur in die, in der sich Dein Auge befindet. Als Resultat wird immer mehr Licht der Komplementärfarbe "zurückgehalten", als von Rest ankommt. Daher erscheint der Stoff farbig.

Auftreten tut dies fast durch die Bank bei Verbindungen der Übergangsmetalle (Die haben zumeist unbesetzte d-Orbital-Zustände, in die ein Elektron angeregt werden kann) oder aber bei aromatischen Verbindungen (konjugiertes pi-Elektronen-System...

[ondrej]

wenn ein Molekül von einem angeregten Zustand (Zustand höherer Energie) zu einem Grundzustand (Zustand niedrigerer Energie) übergeht, muss ja wegen der Energieerhaltung Energie frei werden. Diese wird dann in der Form von einem Photon (Lichtteilchen) emitiert. Je nach Wellenlänge von einem solchen Photon ergeben sich dann die Farben.

[Nick]

moment nicht so schnell

angeregte elektronen koennen auch strahlungslose uebergaenge haben. das passiert recht hauefig, und ist zum beispiel bei phosphoreszenz und floureszenz zu beobachten.

floureszenz:
ein e- wird durch licht einer wellenlaenge in ein hoeheres energieniveau angehoben, (singulett-->singulett*) verfaellt dort strahlungslos (energie wird als waerme frei), und faellt nach kurzer zeit wieder in den grundzustand, allerdings mit weniger energie(laengere wellenlaenge).
auf diesem effekt beruhen die optischen aufheller bei waschmitteln.

phosphoreszenz:
anregung wie bei floureszenz, nur gibt es ein intersystem crossing vom singulett*-->triplett*. im triplett* zustand verfaellt das e- wieder strahlungslos in den niedrigsten moeglichen zustand des tripletts. streng quantenmechanisch ist ein uebergang vom triplett*-->singulett verboten,
deshalb braucht das e- auch so lange um wieder in den grundzustand zu verfallen. deswegen auch das nachleuchten bei phosphoriszierenden substanzen.

p.s. phosphor (weiss) leuchtet deswegen, weil eine oxidation stattfindet. das ganze ist aber eine chemoluminiszenz und beruht auf einer chemischen reaktion.

verwirrung komplett?

gut so

[ondrej]

klar gibt es auch Übergänge, die strahlungslos ablaufen. Diese tragen aber ehr nicht zur Farbe bei oder ? Und damit etwas ein Farbe hat, ist der betreffende Fluoreszenz-Übergang eben nicht strahlungslos.

[Nick]

ja klar, wollte nur damit einwerfen, dass es nicht so einfach ist.
direkte anregung und verfall von e- in hoehere energieniveaus sind meist ohne strahlungslose uebergaenge.
aber es gibt auch mehrere uebergaenge, ich sag nur frauenhofersche linien......