Festkörperphotochemie ‐ eine Methode zur Erzeugung ungewöhnlicher Wertigkeitsstufen

Durch Übertragung von Elektronen zwischen verschiedenartigen Atomen kann energiereiche Strahlung in einem nichtmetallischen Festkörper Paare komplementärer Defekte bilden. Diese im allgemeinen paramagnetischen „Farbzentren” lassen sich meist als ungewöhnliche Wertigkeitsstufen eines Elements beschreiben. Erhitzen zerstört die Farbzentren, erneute Bestrahlung bildet sie meist wieder zurück. In einem heteropolaren Festkörper führt die Bildung der Farbzentren in den meisten Fällen zum Ausgleich von Punktladungen, die durch anderswertige Fremdionen oder durch Leerstellen verursacht sind. Dies wird am Beispiel von Kunzit, Brasilianit sowie Rauchquarz und Citrin gezeigt; die wichtigsten Methoden zur Strukturaufklärung der Farbzentren werden ebenfalls vorgestellt. Die Anwendung des Prinzips des Ladungsausgleichs eröffnet präparative Möglichkeiten zur Erzeugung ungewöhnlicher Wertigkeitsstufen, z. B. Al 2+ , F 2− , FeO − . Darüber hinaus erlaubt die Art der Farbzentren in vielen Fällen weitreichende Schlüsse auf die Defektstruktur realer Kristalle, die auf anderem Wege kaum aufzuklären ist.