Фотохимические реакции

Определение фотохимической реакции

Фотохимическими называют химические реакции, протекающие под воздействием облучения реакционной смеси видимым или ультрафиолетовым светом ( , фотолиз).

Действие света заключается в том, что молекулы реагентов, поглощая свет переходят в возбужденное энергетическое состояние и потому обладают повышенной реакционной способностью.

Стадии фотохимической реакции.

1. Фотохимическая реакция - многостадийный физикохимический процесс, в котором, обычно, выделяют 2 основных этапа:

а) Первичный фотохимический процесс - процесс, к которому относят акт поглощения кванта света с непосредственно сопровождающими его физико-химическими процессами.

б) Вторичные химические реакции – реакции, которые не требуют для своего протекания электромагнитного облучения, но являющиеся следствием этого облучения.

2. Первичный фотохимический процесс (выделяют 2 стадии):

а) Начальный акт поглощения - взаимодействие молекулы с квантом света, в результате которого она переходит в электронно-возбужденное состояние:

б) Первичные фотохимические превращения

1) химические – взаимодействие с другими молекулами

внутримолекулярные превращения

фотодиссоциация на атомы или радикалы

и др.

2. физические – дезактивация при столкновении со стенкой

или нейтральной молекулой

,

флуоресценция и др.

3. Вторичные (темновые) процессы

а) продукты первичных превращений – нейтральные молекулы

б) – активные частицы (атомы или радикалы)

а)

б)

и т.д.

Основные законы фотохимии.

1. Закон Гротгуса-Дрепера.

Только поглощаемое средой излучение способно вызвать в ней химическое изменение.

2. Закон Штарка-Энштейна (1912г.)

Каждый поглощенный квант света способен в первичном фотохимическом акте активизировать только одну молекулу, т.е. вызвать химическое превращение одной молекулы.

3. Закон Ламберта-Беера,

Квантовый выход фотохимической реакции.

1. Полный квантовый выход

а) Квантовый выход – отношение числа прореагировавших молекул к числу поглощенных квантов света.

б) Пределы изменения квантового выхода.

1) выполняется закон Эйнштейна

2) физическая дезактивация, отсутствие вторичных процессов (низкие )

2. а) ,

б) цепной механизм реакции

2. Квантовый выход первичной фотохимической реакции.

• отношение числа прореагировавших возбужденных молекул в акте первичного фотохимического превращения к числу поглощенных квантов света .

Кинетика фотохимической реакции

1. Скорость реакции,

2. Закон Ламберта-Беера,

3. ,

а) ,

б) ,

Сенсибилизированные фотохимические реакции.

1. Сенсибилизация – придание несветочувствительным веществам способности к фотохимическим превращениям.

2. Сенсибилизаторы – вещества, которые непосредственного участия в химическом процессе не принимают, но поглощают кванты света и передают проглощенную энергию реагентам, которые и испытывают затем химическое превращение.

3. Пример: фотохим. разложение в присутствии паров .

а)

б)

Основные различия фотохимических реакций и

реакций с термическим возбуждением.