Фотохимия

Нұр

Фотохимия, фотохимиялық реакциялар — химия ғылымының жарық сәулелері әсерінен болатын реакцияларды зерттейтін саласы.

Фотохимиямен оптика және оптикалық сәуле шығару тығыз байланысты. Фотохимиялық реакциялардың жүруі затқа сіңірілген жарық сәулелерінің әсерінен ғана болатынын алғаш орыс ғалымы Х.Гротгус дәлелдеген (1818). Ол “Химиялық қоспада тек жұтылатын сәулелер ғана химиялық активті болады” деп тұжырымдалатын фотохимияның бірінші заңын ашты. Фотохимия саласында жинақталған тәжірибелік материалдар мен оларды ғылыми жағынан түсіндіріп, бір жүйеге келтіру 20 ғ-дың 1-жартысында кванттық механика, атомдық немесе молекулалық спектроскопия дамығаннан кейін мүмкін бола бастады.

Фотохимияның екінші заңы — кванттық эквиваленттілік заңын А.Эйнштейн ашты (1912). Бұл заң бойынша жұтылатын сәуленің әрбір кванты тек бір ғана молекуланы түрлендіруге қатысады. Фотохимиялық реакциялар кезінде химия жүйенің бос энергиясының азаюы немесе көбеюі мүмкін. Энергияның көбеюі сырттан сіңірілген жарық сәулелері энергиясының жүйе энергиясына қосылуынан болады. Фотохимиялық активтену процесінде жарық сәулелерін сіңірген молекула атомдарға немесе атомдар тобына ыдырайды, кейде молекула ыдырамай “қозған” молекула күйіне ауысады. Ыдыраудан пайда болған бөлшектердің немесе заттардың активтілігінің жоғары болуы ондағы бос валенттілікке байланысты. Фотохимиялық реакциялардың тиімділігі квант шығымымен анықталады; Ол реакция өніміндегі молекулалар санының жұтылған квант санына қатынасына тең. Фотохимиялық реакциялар: фотодимерлену, фотоконденсаттану, фотоиондану, фотототықтыру, фотогидролиз, т.б. болып бөлінеді. Бұл реакциялардың практикалық маңызы зор. Мысалы, ауа қабатының жоғары бөлігінде оттек молекуласы қысқа толқынды ультракүлгін күн радиациясын сіңіріп, “қозған” күйге айналады:

О₂+hvО₂. Осы молекулалар қалыпты оттек молекулаларымен әрекеттесіп (О₂+О₂О₃+О), төменгі ауа қабатындағы организмдерді қорғайтын озон қабатын түзеді (Озоносфера). Күн сәулесі энергиясын пайдаланатын өсімдіктердегі фотосинтез процесі және фотография процестер фотохимиялық реакциялардың қатысуымен жүреді.