Fotokemija

Svjetlo

Fotokemija je dio kemije visoke energije , grane fizikalne kemije koja proučava kemijske transformacije (kemija pobuđenih stanja molekula, fotokemijske reakcije ) koje se događaju pod djelovanjem svjetlosti u rasponu od dalekog ultraljubičastog do infracrvenog zračenja ^[1] .

Zakoni fotokemije

• Fotokemijske promjene događaju se samo pod utjecajem svjetlosti koju sustav apsorbira ( Grotthus-Dreperov zakon , 1818-1843).
• Svaki apsorbirani foton u primarnom činu može aktivirati samo jednu molekulu ( Einsteinov zakon fotokemijske ekvivalencije, 1912).

Sljedeća dva zakona odnose se uglavnom na fotokemiju organskih spojeva, a formulirao ih je američki fizičar ukrajinskog podrijetla M. Kasha.

• Kada svaki foton apsorbira molekula, postoji izvjesna vjerojatnost da se naseli ili najniže singletno stanje (s višestrukošću 1) ili najniže stanje s tripletom (s mnoštvom 3).
• U većini organskih fotokemijskih procesa koji se odvijaju u otopinama , uključen je ili prvi uzbuđeni singlet ili prvo uzbuđeno trojno stanje.

Elektronički prijelazi u molekuli

Struktura energetskih razina molekule

Raspon valnih duljina , koji ima praktičnu vrijednost za fotokemiju, uključuje blizu ultraljubičastog , vidljivo područje i ograničen je s dugovalne strane početkom IC područja , to jest, to je raspon valnih duljina od 190 do oko 700 -800 nm.

U tom rasponu, promjena elektroničke energije molekule opaža se nakon apsorpcije kvantne svjetlosti, što je odlučujući proces za pokretanje kemijske reakcije.

Molekula, koja prelazi u uzbuđeno stanje, sposobna je izgubiti višak energije bilo zračenjem, bilo bez zračenja, ili ulaskom u kemijsku transformaciju - kako bi prevladala aktivacijsku barijeru . Slika prikazuje moguće elektroničke prijelaze, isprekidana linija označava one koji se događaju bez zračenja:

1. Uzbuđenje .
2. Fluorescencija (prijelaz iz stanja S ₁ u S ₀ zračenjem).
3. Međukombinacijska pretvorba iz stanja S ₁ u S ₀ bez zračenja.
4. Međukombinacijsko pretvaranje iz stanja S ₁ u T ₁ .
5. Fosforescencija (prijelaz iz stanja T ₁ u S ₀ zračenjem).
6. Interkombinacijska pretvorba iz stanja T ₁ u S ₀ .

Proces fotokemijske pretvorbe može se podijeliti u tri faze:

1. čin apsorpcije , u kojem nastaje elektronički uzbuđeno stanje ;
2. primarni fotokemijski procesi koji uključuju elektronički uzbuđena stanja;
3. sekundarne ili tamne reakcije različitih kemikalija koje su rezultat primarnih procesa.

Vrijednost fotokemije

Mnogi od najvažnijih procesa koji se događaju u okolišu i u nama samima fotokemijske su prirode. Dovoljno je spomenuti takve pojave kao što su fotosinteza , vid i stvaranje ozona u atmosferi pod utjecajem UV zračenja.

vidi također

• Efekt fotografije
• Fotokemijske reakcije
• Fotokataliza
• Fotodisocijacija
• Fotosinteza
• Umjetna fotosinteza
• Supramolekularna fotokemija
• Fotovodonik
• Fotoelektrokemijska ćelija

Bilješke (uredi)

Književnost

• Turro N. Molekularna fotokemija. - M.: Mir, 1967.