Фотохимия

Фотохи́мия — наука о химических превращениях, протекающих под действием света.

Содержание

Законы фотохимии

  • Фотохимические изменения происходят только под действием света, поглощаемого системой (закон Гротгуса-Дрепера, 1818—1843 гг.).
  • Каждый поглощенный фотон в первичном акте способен активировать только одну молекулу (закон фотохимической эквивалентности Эйнштейна, 1912 г.).
Следующие два закона относятся в основном к фотохимии органических соединений и были сформулированы американским физиком М. Кашей.
  • При поглощении каждого фотона молекулой имеется определенная вероятность заселения или самого нижнего синглетного (с мультиплетностью 1) состояния, либо самого нижнего триплетного (с мультиплетностью 3) состояния.
  • В большинстве органических фотохимических процессов, протекающих в растворах, участвует либо первое возбужденное синглетное, либо первое возбужденное триплетное состояние.

Электронные переходы в молекуле

Диапазон волн, представляющий практическую ценность для фотохимии, включает в себя ближний ультрафиолет, видимую область и ограничен с длинноволновой стороны началом ИК-области, то есть это интервал длин волн от 190 до примерно 700—800 нм.

В этом диапазоне наблюдается изменение электронной энергии молекулы при поглощении кванта света, что является определяющим процессом для инициирования химической реакции.

Молекула, переходя в возбужденное состояние, способна терять избыток энергии либо путём излучения, либо безызлучательно, либо вступив в химическое превращение — на преодоление активационного барьера. На рисунке показаны возможные электронные переходы, пунктиром обозначены те, которые происходят без излучения:

  1. Возбуждение
  2. Флуоресценция
  3. Интеркомбинационная конверсия из состояния S1 в T1
  4. Фосфоресценция
  5. Интеркомбинационная конверсия из состояния T1 в S0

Процесс фотохимического превращения можно разделить на три стадии:

  1. акт поглощения, при котором образуется электронно-возбуждённое состояние;
  2. первичные фотохимические процессы, в которых участвуют электронно-возбуждённые состояния;
  3. вторичные, или темновые реакции различных химических веществ, образующися в результате первчных процессов.

Значение фотохимии

Многие важнейшие процессы, происходящие в окружающей среде и в нас самих, имеют фотохимическую природу. Достаточно назвать такие явления, как фотосинтез, зрение и образование озона в атмосфере под действием УФ-облучения.

Литература

Н. Турро. Молекулярная фотохимия. М.:«Мир», 1967.

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home