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Fragen zum Franck-Condon-Prinzip
 
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jojo22



Anmeldungsdatum: 06.08.2016
Beiträge: 52

Beitrag jojo22 Verfasst am: 30. Dez 2016 14:36    Titel: Fragen zum Franck-Condon-Prinzip Antworten mit Zitat

hallo smile

Es geht um den Franck-Condon-Prinzip.

Hierzu ein Auszug aus der Definition der Seite Spektrum:
"Das Franck-Condon-Prinzip besagt, daß der Kernabstand des Elektrons sich bei der Emission und Absorption eines Photons nicht ändert (...) "
(http://www.spektrum.de/lexikon/physik/franck-condon-prinzip/5270)

Jetzt eine Definition einer anderen Seite von Spektrum:
"Franck-Condon-Prinzip, Aussage, daß während der Zeit eines Elektronenübergangs die Lage der Atomkerne zueinander unverändert bleibt."
(http://www.spektrum.de/lexikon/chemie/franck-condon-prinzip/3476)

Also, was genau bleibt nun unverändert bei einem Übergang eines Elektrons? Der Abstand vom Elektron zu einem der Atomkerne, oder der Abstand zwischen beiden Atomkernen?

Die zweite Aussage findet sich öfter in Quellen und lässt sich auch gut anschaulich begründen: Übergang eines Elektrons ist viel schneller, als eine Schwingungsperiode der Atomkerne.

Das war die erste Frage. Die zweite Frage bezieht sich auf die Skizze im Anhang, wahlweise ist sie auch auf Wikipedia zu finden:
https://de.wikipedia.org/wiki/Franck-Condon-Prinzip, 1.Bild)
Ich steh seit paar Tagen irgendwie auf dem Schlauch. Bildunterschrift hilft mir auch nicht weiter gerade: "Schematische Darstellung von zwei elektronischen Zuständen am Beispiel eines zweiatomigen Moleküls. Die beiden Pfeile stellen zwei vibronische Übergänge zwischen diesen beiden Zuständen dar."
Also was kann man darauf sehen? 2 Energieniveaus eines Elektrons und dazwischen verschiedene Schwingungsniveaus in Bezug auf Abstand des Elektrons zu einem der Kerne, ODER, Energieniveaus von 2 verschiedenen Kernen in Abhängigkeit ihres Abstands?

Danke für Eure Hilfe

LG

jojo22



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jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8210

Beitrag jh8979 Verfasst am: 02. Jan 2017 19:11    Titel: Re: Fragen zum Franck-Condon-Prinzip Antworten mit Zitat

jojo22 hat Folgendes geschrieben:

Also, was genau bleibt nun unverändert bei einem Übergang eines Elektrons? Der Abstand vom Elektron zu einem der Atomkerne, oder der Abstand zwischen beiden Atomkernen?

Die zweite Aussage findet sich öfter in Quellen und lässt sich auch gut anschaulich begründen: Übergang eines Elektrons ist viel schneller, als eine Schwingungsperiode der Atomkerne.

Richtig, der Abstand der Atomkerne:
"Electronic transitions are essentially instantaneous compared with the time scale of nuclear motions, therefore if the molecule is to move to a new vibrational level during the electronic transition, this new vibrational level must be instantaneously compatible with the nuclear positions and momenta of the vibrational level of the molecule in the originating electronic state."
https://en.wikipedia.org/wiki/Franck–Condon_principle#Overview
Zitat:

Das war die erste Frage. Die zweite Frage bezieht sich auf die Skizze im Anhang, ...
Also was kann man darauf sehen? 2 Energieniveaus eines Elektrons und dazwischen verschiedene Schwingungsniveaus in Bezug auf Abstand des Elektrons zu einem der Kerne, ODER, Energieniveaus von 2 verschiedenen Kernen in Abhängigkeit ihres Abstands?

Die Skizze veranschaulicht Dir wieso die Uebergaenge 0->2 und 2->0 eine Größere Intensität haben wie man in der dann folgenden Skizze sehen kann:



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jojo22



Anmeldungsdatum: 06.08.2016
Beiträge: 52

Beitrag jojo22 Verfasst am: 05. Jan 2017 18:08    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Richtig, der Abstand der Atomkerne


vielen Dank smile

Zitat:
Die Skizze veranschaulicht Dir wieso die Uebergaenge 0->2 und 2->0 eine Größere Intensität haben wie man in der dann folgenden Skizze sehen kann


Danke auch hierfür. Die Pfeile "gehen aus" und "zeigen auf" Bereiche, in denen es eine hohe Aufenthaltswahrscheinlichkeit für das Elektron gibt. Weshalb diese eingezeichneten Übergänge relativ wahrscheinlich sind.

Ich verstehe aber qualitativ nicht die Grafik meines Eröffungsposts (Grafik 1) nicht vollständig, besonders die Beschriftung der x-Achse.

edit:

Also meine Fragen kurzgefasst:
1. Wofür steht die x-Achse von Grafik 1?
für die Abstände eines Kerns vom anderen Kern (der dann bei x = 0 liegt)?
2. edit: das was geschrieben war, war falsch.
3. Bei Grafik 1: Minimum des Potentials des Grundzustand ist näher bei x = 0, als Minimum des Potentials des angeregten Zustands. Heißt das: Wird ein Atom angeregt, sodass Elektron geht von "Grundzustand" und v = 0 zu "angeregten Zustand" und v = 2, hat dies eine Erhöhung des Gleichgewichtsabstandes der Kerne/Atome zur Folge? 2 Beispiele: v = 0 in den beiden Zuständen würde heißen: Gleiche maximale Auslenkung der Kerne um ihre jeweilige Ruhelage, wobei im angeregten Zustand der Gleichgewichtsabstand höher ist? und v = 0 im Grundzustand und v = 2 im angeregten Zustand heißt: im angeregten Zustand ist sowohl der Gleichgewichtsabstand der 2 Atome untereinander, als auch die maximale Auslenkung der Atome um ihre Ruhelage erhöht.
4. Das gilt ja alles nur für 2 Atome mit insgesamt einem Elektron, oder? Weil sonst müsste man ja auch die Zustände des zweiten Elektrons betrachten.

Vielen Dank

jojo22



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jh8979
Moderator


Anmeldungsdatum: 10.07.2012
Beiträge: 8210

Beitrag jh8979 Verfasst am: 07. Jan 2017 01:52    Titel: Antworten mit Zitat

jojo22 hat Folgendes geschrieben:

1. Wofür steht die x-Achse von Grafik 1?
für die Abstände eines Kerns vom anderen Kern (der dann bei x = 0 liegt)?
Ja.
Zitat:

3. Bei Grafik 1: Minimum des Potentials des Grundzustand ist näher bei x = 0, als Minimum des Potentials des angeregten Zustands. Heißt das: Wird ein Atom angeregt, sodass Elektron geht von "Grundzustand" und v = 0 zu "angeregten Zustand" und v = 2, hat dies eine Erhöhung des Gleichgewichtsabstandes der Kerne/Atome zur Folge?

Auch Ja.
Zitat:

4. Das gilt ja alles nur für 2 Atome mit insgesamt einem Elektron, oder? Weil sonst müsste man ja auch die Zustände des zweiten Elektrons betrachten.

Na ja, es nimmt natürlich an, dass man die Wellenfunktionen berechnen kann, was in jedem Fall schwierig sein wird smile Insofern wuerd ich da jetzt nicht paebstlicher als der Papst sei, was den Anwendungsbereich angeht Augenzwinkern
jojo22



Anmeldungsdatum: 06.08.2016
Beiträge: 52

Beitrag jojo22 Verfasst am: 07. Jan 2017 14:46    Titel: Antworten mit Zitat

cool smile
Vielen Dank für Deine Hilfe, hat mir viel geholfen smile
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