Fotokemi

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 26 maj 2021; kontroller kräver 2 redigeringar .

Fotokemi  är en del av högenergikemi , en del av fysikalisk kemi som studerar kemiska omvandlingar (kemi av exciterade tillstånd av molekyler, fotokemiska reaktioner ) som inträffar under inverkan av ljus i intervallet från långt ultraviolett till infraröd strålning [1] .

Fotokemins lagar

• Fotokemiska förändringar sker endast under verkan av ljus som absorberas av systemet ( Grotthuss-Draper lag , 1818-1843).
• Varje absorberad foton i den primära handlingen är kapabel att aktivera endast en molekyl ( Einsteins lag om fotokemisk ekvivalens , 1912).

Följande två lagar hänför sig huvudsakligen till fotokemi av organiska föreningar och formulerades av den amerikanske fysikern av ukrainskt ursprung M. Kasha.

• När varje foton absorberas av en molekyl, finns det en viss sannolikhet att befolka antingen det lägsta singletttillståndet (med multiplicitet 1) eller det lägsta tripletttillståndet (med multiplicitet 3).
• I de flesta organiska fotokemiska processer som förekommer i lösningar är antingen det första exciterade singletttillståndet eller det första exciterade tripletttillståndet involverat.

Elektroniska övergångar i en molekyl

Våglängdsområdet , som är av praktiskt värde för fotokemi, inkluderar det nära ultravioletta området , det synliga området och är begränsat på långvåglängdssidan av början av IR-området , det vill säga detta är våglängdsområdet från 190 till cirka 700- 800 nm.

I detta intervall observeras en förändring i en molekyls elektroniska energi när ett ljuskvantum absorberas, vilket är den avgörande processen för att initiera en kemisk reaktion.

En molekyl som övergår i ett exciterat tillstånd kan förlora överskottsenergi antingen genom strålning eller icke-strålning, eller genom att gå in i en kemisk omvandling - för att övervinna aktiveringsbarriären . Figuren visar möjliga elektroniska övergångar, prickade linjer indikerar de som sker utan strålning:

1. Excitation .
2. Fluorescens (övergång från tillstånd S 1 till S 0 med emission).
3. Intern omvandling från tillstånd S 1 till S 0 utan strålning.
4. Intersystematisk omvandling från tillstånd S 1 till T 1 .
5. Fosforescens (övergång från tillstånd T 1 till S 0 med strålning).
6. Intersystematisk omvandling från tillstånd T 1 till S 0 .

Processen för fotokemisk omvandling kan delas in i tre steg:

1. absorptionsakten , i vilken ett elektroniskt exciterat tillstånd bildas ;
2. primära fotokemiska processer , i vilka elektroniskt exciterade tillstånd deltar;
3. sekundära eller mörka reaktioner av olika kemikalier som bildas som ett resultat av primära processer.

Betydelsen av fotokemin

Många av de viktigaste processerna som sker i miljön och i oss själva är av fotokemisk natur. Det räcker med att namnge sådana fenomen som fotosyntes , syn och bildandet av ozon i atmosfären under påverkan av UV-strålning.

Se även

• fotoelektrisk effekt
• Fotokemiska reaktioner
• Fotokatalys
• Fotodissociation
• Fotosyntes
• artificiell fotosyntes
• Supramolekylär fotokemi
• fotoväte
• Fotoelektrokemisk cell

Anteckningar

1. ↑ fotokemi // IUPAC Gold Book . Hämtad 19 oktober 2011. Arkiverad från originalet 18 mars 2012. (obestämd)

Litteratur

• Turro N. Molekylär fotokemi. — M.: Mir, 1967.