ФотохимиÑ
Материал из Википедии — Ñвободной Ñнциклопедии
ФотохиÌÐ¼Ð¸Ñ â€” наука о химичеÑких превращениÑÑ…, протекающих под дейÑтвием Ñвета.
Содержание[убрать] |
[править] Законы фотохимии
- ФотохимичеÑкие Ð¸Ð·Ð¼ÐµÐ½ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿Ñ€Ð¾Ð¸ÑходÑÑ‚ только под дейÑтвием Ñвета, поглощаемого ÑиÑтемой (закон ГротгуÑа-Дрепера, 1818—1843 гг.).
- Каждый поглощенный фотон в первичном акте ÑпоÑобен активировать только одну молекулу (закон фотохимичеÑкой ÑквивалентноÑти Ðйнштейна, 1912 г.).
-
-
- Следующие два закона отноÑÑÑ‚ÑÑ Ð² оÑновном к фотохимии органичеÑких Ñоединений и были Ñформулированы американÑким физиком Ðœ. Кашей.
-
- При поглощении каждого фотона молекулой имеетÑÑ Ð¾Ð¿Ñ€ÐµÐ´ÐµÐ»ÐµÐ½Ð½Ð°Ñ Ð²ÐµÑ€Ð¾ÑтноÑÑ‚ÑŒ заÑÐµÐ»ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¸Ð»Ð¸ Ñамого нижнего Ñинглетного (Ñ Ð¼ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð¸Ð¿Ð»ÐµÑ‚Ð½Ð¾Ñтью 1) ÑоÑтоÑниÑ, либо Ñамого нижнего триплетного (Ñ Ð¼ÑƒÐ»ÑŒÑ‚Ð¸Ð¿Ð»ÐµÑ‚Ð½Ð¾Ñтью 3) ÑоÑтоÑниÑ.
- Ð’ большинÑтве органичеÑких фотохимичеÑких процеÑÑов, протекающих в раÑтворах, учаÑтвует либо первое возбужденное Ñинглетное, либо первое возбужденное триплетное ÑоÑтоÑние.
[править] Ðлектронные переходы в молекуле
Диапазон волн, предÑтавлÑющий практичеÑкую ценноÑÑ‚ÑŒ Ð´Ð»Ñ Ñ„Ð¾Ñ‚Ð¾Ñ…Ð¸Ð¼Ð¸Ð¸, включает в ÑÐµÐ±Ñ Ð±Ð»Ð¸Ð¶Ð½Ð¸Ð¹ ультрафиолет, видимую облаÑÑ‚ÑŒ и ограничен Ñ Ð´Ð»Ð¸Ð½Ð½Ð¾Ð²Ð¾Ð»Ð½Ð¾Ð²Ð¾Ð¹ Ñтороны началом ИК-облаÑти, то еÑÑ‚ÑŒ Ñто интервал длин волн от 190 до примерно 700—800 нм.
Ð’ Ñтом диапазоне наблюдаетÑÑ Ð¸Ð·Ð¼ÐµÐ½ÐµÐ½Ð¸Ðµ Ñлектронной Ñнергии молекулы при поглощении кванта Ñвета, что ÑвлÑетÑÑ Ð¾Ð¿Ñ€ÐµÐ´ÐµÐ»Ñющим процеÑÑом Ð´Ð»Ñ Ð¸Ð½Ð¸Ñ†Ð¸Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñ…Ð¸Ð¼Ð¸Ñ‡ÐµÑкой реакции.
Молекула, Ð¿ÐµÑ€ÐµÑ…Ð¾Ð´Ñ Ð² возбужденное ÑоÑтоÑние, ÑпоÑобна терÑÑ‚ÑŒ избыток Ñнергии либо путём излучениÑ, либо безызлучательно, либо вÑтупив в химичеÑкое превращение — на преодоление активационного барьера. Ðа риÑунке показаны возможные Ñлектронные переходы, пунктиром обозначены те, которые проиÑходÑÑ‚ без излучениÑ:
- Возбуждение
- ФлуореÑценциÑ
- Ð˜Ð½Ñ‚ÐµÑ€ÐºÐ¾Ð¼Ð±Ð¸Ð½Ð°Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ð°Ñ ÐºÐ¾Ð½Ð²ÐµÑ€ÑÐ¸Ñ Ð¸Ð· ÑоÑтоÑÐ½Ð¸Ñ S1 в T1
- ФоÑфореÑценциÑ
- Ð˜Ð½Ñ‚ÐµÑ€ÐºÐ¾Ð¼Ð±Ð¸Ð½Ð°Ñ†Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ð°Ñ ÐºÐ¾Ð½Ð²ÐµÑ€ÑÐ¸Ñ Ð¸Ð· ÑоÑтоÑÐ½Ð¸Ñ T1 в S0
ПроцеÑÑ Ñ„Ð¾Ñ‚Ð¾Ñ…Ð¸Ð¼Ð¸Ñ‡ÐµÑкого Ð¿Ñ€ÐµÐ²Ñ€Ð°Ñ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¼Ð¾Ð¶Ð½Ð¾ разделить на три Ñтадии:
- акт поглощениÑ, при котором образуетÑÑ Ñлектронно-возбуждённое ÑоÑтоÑние;
- первичные фотохимичеÑкие процеÑÑÑ‹, в которых учаÑтвуют Ñлектронно-возбуждённые ÑоÑтоÑниÑ;
- вторичные, или темновые реакции различных химичеÑких вещеÑтв, образующиÑÑ Ð² результате первчных процеÑÑов.
[править] Значение фотохимии
Многие важнейшие процеÑÑÑ‹, проиÑходÑщие в окружающей Ñреде и в Ð½Ð°Ñ Ñамих, имеют фотохимичеÑкую природу. ДоÑтаточно назвать такие ÑвлениÑ, как фотоÑинтез, зрение и образование озона в атмоÑфере под дейÑтвием УФ-облучениÑ.
[править] Литература
Ð. Турро. МолекулÑÑ€Ð½Ð°Ñ Ñ„Ð¾Ñ‚Ð¾Ñ…Ð¸Ð¼Ð¸Ñ. Ðœ.:«Мир», 1967.