Фотохимические реакции

Реакции, протекающие под воздействием светового излучения, называются фотохимическими , а раздел, изучающий фотохимические превращения, – фотохимией.

Основной закон фотохимии – закон квантовой эквивалентности (А. Эйнштейн, 1912 г): каждый поглощенный квант света hν вызывает изменение одной молекулы.

Важнейшим параметром фотохимической реакции служит квантовый выход γ:

В зависимости от типа фотохимической реакции квантовый выход может меняться в широких пределах. Это связано с возможностью потери поглощенной энергии до фотопревращения. Если время существования фотовозбужденной молекулы и скорость фотодиссоциации совпадают, то γ ~ 1. При γ >> 1 фотореакция идет по цепному механизму. В частности для реакции H 2 + Cl 2 = 2HCl     γ = 10 5.

Типы фотохимических реакций:

  • Фотодиссоциация (фотолиз) приводит к разложению исходного вещества, поглотившего световую энергию. Примерами реакции фоторазложения служат такие: разложение галогенидов серебра (основа серебряной фотографии), фотолиз паров ацетона CH 3CO CH 3 → CO + другие продукты.
  • Фотосинтез приводит к образованию более сложных соединений. Примерами реакций фотосинтеза служат:
    • фотосинтез озона в верхних слоях атмосферы, создающий защитный озоновый слой:

фотодиссоциация

фотосинтез;

Рисунок 5.7.

Кислород, которым зеленые растения обогащают атмосферу, образуется в процессе фотосинтеза.

    • фотосинтез органических соединений из углекислого газа, воды, минеральных веществ зелеными растениями. В частности, синтез глюкозы может быть описан уравнением:

  • Фотохромизм – явление обратимого изменения пространственного или электронного строения молекул под действием света, сопровождающееся изменением окраски вещества. На основе фотохромных материалов изготовляются линзы с переменным светопропусканием, оконные стекла, фотохромные системы на основе некоторых органических и координационных соединений.