Фотохимични процеси
Фотохимични реакции - химични реакции, които се инициират от действието на електромагнитни вълни, по-специално - светлина. Примери за фотохимични реакции са фотосинтезата в растенията, разлагането на сребърен бромид в фоточувствителния слой на фотографската плоча, превръщането на молекулите на кислорода в озон в горните слоеве на атмосферата, фотоизомеризация, фотохимично инициирани перициклични реакции, фотохимични пренареждания (напр. Пренареждане на ди-π-метан) ) и т.н.
Фотохимията е изследване на химични реакции, които се получават под въздействието или причинени от светлината. Възможността за използване на фотохимични процеси зависи от източниците на лъчение и дизайна на оборудването. Като източници на лъчение се използват поглъщане на видима светлина (700 - 400 nm; 7000 - 4000 A), ултравиолетова светлина (до 200 nm; 2000 A) и по-рядко инфрачервено лъчение. Механизмът на фотохимичните процеси се основава на активирането на молекулите на реагентите при поглъщане на светлина. Когато светлината се абсорбира, електронната структура на молекулата се променя, тоест електроните на външните обвивки на атома се възбуждат и молекулата става способна на химични трансформации. Когато молекулата абсорбира светлината, тя придобива енергия под формата на кванти. Квантът на радиационната енергия е равен на hv (ерг), където h е константата на Планк (6,61 • 10-27 ерг с), а v е честотата на излъчване.
По природа фотохимичните процеси могат да бъдат разделени на директни и сенсибилизирани. При директна реакция радиацията се абсорбира от едно или повече вещества, участващи в реакцията. При сенсибилизирана реакция лъчението поглъща определено вещество, възбужда реакцията, но не участва в самата реакция. Във всяка фотохимична реакция се разграничават три етапа: поглъщане на светлина и преход на молекула в електронно възбудено състояние; първични фотохимични процеси, включващи възбудени молекули и образуване на първични фотохимични продукти; вторични реакции на вещества, образувани в първичния процес.
Светлинният поток се състои от. отделни порции енергия - фотони. Продуктите от първия етап на фотохимичния процес могат да бъдат краткотрайни изомери с повишена електронна енергия, атоми и радикали. Те често имат несдвоени електрони и лесно участват във вторични реакции. При вторичните реакции се получават трансформации на основните продукти на реакцията. Прехвърлянето на възбуждане от една молекула в друга се нарича сенсибилизация, а вещество, което абсорбира светлината и действа като енергиен носител, се нарича фотосенсибилизатор.
Самият фотосенсибилизатор не се променя в реакцията. Понякога възбудените молекули реагират с други молекули, присъстващи в процеса, за да образуват стабилни реакционни продукти. Фотохимичните реакции протичат както в природата, така и в промишлеността. В зависимост от ролята и естеството на влиянието на светлината, фотохимичните процеси могат условно да бъдат разделени на три групи.