Valokemia

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 26.5.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Fotokemia  on osa korkean energian kemiaa , fysikaalisen kemian osa, joka tutkii kemiallisia muutoksia (molekyylien virittyneiden tilojen kemiaa, fotokemiallisia reaktioita ), jotka tapahtuvat valon vaikutuksesta kauko-ultravioletista infrapunasäteilyyn [1] .

Valokemian lait

• Valokemiallisia muutoksia tapahtuu vain järjestelmän absorboiman valon vaikutuksesta ( Grotthuss-Draperin laki , 1818-1843).
• Kukin absorboitunut fotoni primääritoiminnossa pystyy aktivoimaan vain yhden molekyylin ( Einsteinin fotokemiallisen ekvivalenssin laki , 1912).

Seuraavat kaksi lakia koskevat pääasiassa orgaanisten yhdisteiden valokemiaa, ja ne on muotoiltu ukrainalaistaustainen amerikkalainen fyysikko M. Kasha.

• Kun jokainen fotoni absorboituu molekyyliin, on olemassa tietty todennäköisyys , että se täyttää joko alimman singlettitilan ( moninkertaisuudella 1) tai alimman triplettitilan ( moninkertaisuudella 3).
• Useimmissa liuoksissa tapahtuvissa orgaanisissa fotokemiallisissa prosesseissa on mukana joko ensimmäinen viritetty singlettitila tai ensimmäinen viritetty triplettitila.

Elektroniset siirtymät molekyylissä

Aallonpituusalue , jolla on käytännöllistä arvoa fotokemian kannalta, sisältää lähi- ultravioletin , näkyvän alueen, ja sitä rajoittaa pitkän aallonpituuden puolella IR-alueen alku , eli tämä on aallonpituusalue 190 - noin 700-. 800 nm.

Tällä alueella havaitaan molekyylin elektronienergian muutos, kun valokvantti absorboituu, mikä on määräävä prosessi kemiallisen reaktion käynnistymiselle.

Virittyneeseen tilaan siirtyvä molekyyli pystyy menettää ylimääräistä energiaa joko säteilyllä tai ei-säteilyllä tai kemialliseen muutokseen - voittamaan aktivaatioesteen . Kuvassa näkyvät mahdolliset elektroniset siirtymät, katkoviivat osoittavat ne, jotka tapahtuvat ilman säteilyä:

1. Herätys .
2. Fluoresenssi (siirtymä tilasta S 1 tilaan S 0 emission kanssa).
3. Sisäinen muunnos tilasta S 1 tilaan S 0 ilman säteilyä.
4. Järjestelmänvälinen muunnos tilasta S1 tilaan T1 .
5. Fosforesenssi (siirtymä tilasta T 1 tilaan S 0 säteilyllä).
6. Järjestelmänvälinen muunnos tilasta T 1 tilaan S 0 .

Fotokemiallinen muunnosprosessi voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen:

1. absorptio , jossa muodostuu elektronisesti viritetty tila ;
2. primaariset fotokemialliset prosessit , joissa elektronisesti viritetyt tilat osallistuvat;
3. primääriprosessien seurauksena muodostuneet erilaisten kemikaalien sekundaariset tai pimeät reaktiot .

Valokemian merkitys

Monet tärkeimmistä ympäristössä ja meissä tapahtuvista prosesseista ovat luonteeltaan valokemiallisia. Riittää, kun mainitaan sellaiset ilmiöt kuin fotosynteesi , näkökyky ja otsonin muodostuminen ilmakehässä UV-säteilyn vaikutuksesta.

Katso myös

• valosähköinen ilmiö
• Fotokemialliset reaktiot
• Fotokatalyysi
• Valodissosiaatio
• Fotosynteesi
• keinotekoinen fotosynteesi
• Supramolekulaarinen fotokemia
• valovety
• Valosähkökemiallinen kenno

Muistiinpanot

1. ↑ fotokemia // IUPAC Gold Book . Haettu 19. lokakuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 18. maaliskuuta 2012. (määrätön)

Kirjallisuus

• Turro N. Molecular photochemistry. - M.: Mir, 1967.