Wat is een hoogenergetisch elektron? En hoe wordt het gevormd?

Tim, 23 jaar
20 september 2012

Bij biochemische processen is er sprake van hoogenergetische elektronen.

Antwoord

Dag Tim,

In het atoommodel van Bohr beschouwen we een kleine kern, die positief geladen is, met in een baan daarrond de negatief geladen elektronen, een beetje zoals planeten rond de zon. Die elektronen kunnen zich niet op eender welke afstand van die kern bevinden, maar doen dat in wat we discrete niveaus noemen. Vergelijk dat met een trap: je kan je slechts op een aantal hoogtes bevinden, niet tussen twee tredes. Een verklaring voor dit verschijnsel, dat we kwantisatie noemen, komt voort uit de theorie van Planck, die zegt dat energie gekwantiseerd is. Dit wil zeggen dat energie niet in een continue lijn, maar stapsgewijs toeneemt. En gezien de afstand van een elektron tot de kern afhankelijk is van de energie van dat elektron, is die afstand dus ook gekwantiseerd.

Nu kan een elektron van een lager naar een hoger energieniveau (dat is, één discrete baan van de kern weg) springen. Dat is alleen mogelijk wanneer het elektron evenveel energie krijgt als het verschil in energie tussen de twee banen waartussen het springt. Andersom zal een elektron dat van een hogere naar een lagere baan terugvalt, energie afgeven, gelijk aan het verschil in energie tussen de twee banen.

Natuurlijk wil een elektron de laagst mogelijke energie hebben, dat is het meest stabiel. Je kan het ruwweg vergelijken met een bal op een trap: wanneer die helemaal onderaan de trap ligt, is hij het meest stabiel, hij kan immers niet nog lager vallen, en omhoog zal hij ook niet vanzelf gaan. Echter, in elk niveau, in elke baan, passen slechts een beperkt aantal elektronen. Dat betekent dat sommige elektronen in hun meest stabiele toestand in een hogere baan zitten.

Maar wat zijn die hoogenergetische elektronen nu? Wel, dat zijn heel eenvoudig elektronen die zich niet in hun meest comfortabele baan bevinden, dus een hogere baan, met meer energie dan de meest stabiele. We noemen dit ook wel eens een aangeslagen toestand. Deze kunnen op verschillende manieren gevormd worden. Zo kan dat door het instralen van elektromagnetische straling (bijvoorbeeld licht of X-stralen). Maar ook door biochemische processen waarbij voldoende energie wordt vrijgezet om een elektron naar een hogere baan te brengen. Dit elektron kan later terugvallen naar de lagere baan, en daarbij energie vrijzetten om een ander biochemisch proces te drijven.

Dit komt bijvoorbeeld voor bij de lichtreacties van fotosynthese. Het licht dat op het pigment valt, slaat een elektron aan (of anders gezegd: brengt het in een hogere baan). Dit elektron valt terug en drijft verdere reacties. Op die manier wordt lichtenergie omgezet in chemische energie.

Kan je op basis hiervan afleiden waarom een plant niet alle mogelijke golflengtes kan absorberen?

Groeten,
Benjamien

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2025
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door Eos wetenschap. Voor vragen over het platform kan je terecht bij liam.verbinnen@eos.be