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Fotosynthesepigmente sind Pigmente, die Licht absorbieren und mithilfe der Lichtenergie von einem energiearmen Grundzustand in einen energiereichen, angeregten Zustand übergehen. Beim Zurücksprung in den Grundzustand - der angeregte Zustand ist zwar energievoll aber instabil - wird die Energie in Form von Photonen an ein bestimmtes Chlorophyll-a-Molekül, ebenfalls ein Fotosynthesepigment, abgegeben, dass sich in einem Reaktionszentrum befindet. Mithilfe dieser Energie findet dann die erste lichtbetriebene, chemische Reaktion statt, eine Redoxreaktion.Diejenigen Pigmente, die das Licht absorbieren und dessen Energie bis zu den Pigmenten im Reaktionszentrum weiterleiten, heißen Antennenpigmente. Antennenpigmente sind verschiedene Chlorophyll-Protein-Komplexe, Carotinoide und Phycobiline. Jedes fotosynthetische Reaktionszentrumschlorophyll ist von etwa 300 verschiedenen, lichtsammelnden Antennenpigmenten umgeben.
Die gesamte Struktur, Antennenpigmente und Reaktionszentrum, wird Fotosystem genannt.

Der deutsche Botaniker THEODOR WILHELM ENGELMANN (1843 – 1909) konnte 1883 mit seinen Versuchen mit einer fadenförmigen Alge die Fotosyntheseaktivität in den verschiedenen Bereichen des sichtbaren Lichtes nachweisen. Diese entspricht im Wesentlichen den Absorptionsmaxima der Fotosynthesepigmente bzw. dem Zusammenwirken der Farbstoffe im Fotosystem. Chlorophylle stellen die Hauptpigmente in allen fotoautotrophen Organismen dar. Carotinoide und Chlorophylle sind vorwiegend als Antennenpigmente zur optimalen Lichtabsorption im Rahmen des Antennenkomplexes im Fotosystem vertreten.

Die Farbigkeit einer organischen Verbindung hängt davon ab, wie viele $\pi –Elektronen$ delokalisiert sind. Je höher der Grad der Delokalisierung ist, desto farbiger erscheint uns eine Verbindung.
Wesentlichen Einfluss auf die Farbigkeit hat also die Struktur der Verbindung, d. h. die Zahl und Lage der Mehrfachbindungen und das Vorhandensein bestimmter funktioneller Gruppen. Weil das mesomere System durch den pH-Wert beeinflusst werden kann, hat auch dieser Einfluss auf die Farbigkeit. Außerdem kann das Lösemittel, in dem die Verbindung gelöst wird, mesomere Systeme stabilisieren bzw. destabilisieren und zeigt somit ebenfalls Einfluss auf die Farbe, die eine Verbindung hat.

Bei spektroskopischen Analysenmethoden wird die Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung mit Materie, d. h. den Teilchen (Atomen, Molekülen oder Ionen) der Analysenprobe, untersucht.

Wenn durch Absorption von elektromagnetischer Strahlung ein höherer energetischer Zustand erreicht wird, dann kann diese Energie in verschiedenen Formen wieder abgegeben werden. Liegt die Wellenlänge der abgegebenen Energie im Bereich des sichtbaren Lichtes, spricht man von Lichtemission.
Die Lichtemission ist immer mit einer Veränderung des Energiezustandes verbunden. Welche Art der Energiezufuhr von außen notwendig ist, hängt vom Molekül ab und lässt sich mithilfe quantenchemischer Modelle berechnen.