Большая Советская энциклопедия II

ФОТОХИМИЯ

раздел химии, в котором изучаются Реакции химические,происходящие под действием света. Ф. тесно связана с оптикой (См. Оптика) и оптическими излучениями (См. Оптическое излучение). Первые фотохимические закономерности были установлены в 19 в. (см. Гротгуса закон, Бунзена – Роско закон (См. Бунзена - Роско закон)).Как самостоятельная область науки Ф. оформилась в 1-й трети 20 в., после открытия Эйнштейна закона,ставшего основным в Ф. Молекула вещества при поглощении кванта света переходит из основного в возбуждённое состояние, в котором она и вступает в химическую реакцию. Продукты этой первичной реакции (собственно фотохимической) часто участвуют в различных вторичных реакциях (т. н. темновые реакции), приводящих к образованию конечных продуктов. С этой точки зрения Ф. можно определить как химию возбуждённых молекул, образовавшихся при поглощении квантов света. Часто более или менее значительная часть возбуждённых молекул не вступает в фотохимическую реакцию, а возвращается в основное состояние в результате различного рода фотофизических процессов дезактивации. В ряде случаев эти процессы могут сопровождаться испусканием кванта света (флуоресценция или фосфоресценция). Отношение числа молекул, вступивших в фотохимическую реакцию, к числу поглощённых квантов света называются квантовым выходом фотохимической реакции. Квантовый выход первичной реакции не может быть больше единицы; обычно эта величина значительно меньше единицы из-за эффективной дезактивации. Вследствие же темновых реакций общий квантовый выход может быть значительно больше единицы.
Наиболее типичная фотохимическая реакция в газовой фазе – диссоциация молекул с образованием атомов и радикалов.Так, при действии коротковолнового ультрафиолетового (УФ) излучения, которому подвергается, например, кислород, образующиеся возбуждённые молекулы O2*диссоциируют на атомы:
O2+ hνO*2,O*2→ O + O.
Эти атомы вступают во вторичную реакцию с O2, образуя озон: O + O2→ O3.
Такие процессы происходят, например, в верхних слоях атмосферы под действием излучения Солнца (см. Озон в атмосфере).
При освещении смеси хлора с насыщенными углеводородами (См. Насыщенные углеводороды) (RH, где R – алкил) происходит хлорирование последних. Первичная реакция – диссоциация молекулы хлора на атомы, за ней следует цепная реакция (См. Цепные реакции) образования хлор углеводородов:
Cl2+hν→
Cl + RH → HCl + R
R + Cl2→ RCl + Cl и т.д.
Общий квантовый выход этой цепной реакции значительно больше единицы.
При освещении ртутной лампой смеси паров ртути с водородом свет поглощается только атомами ртути. Последние, переходя в возбуждённое состояние, вызывают диссоциацию молекул водорода:
Hg* + H2→ Hg + H + H.
Это пример сенсибилизированной фотохимической реакции. Под действием кванта света, обладающего достаточно высокой энергией, молекулы превращаются в ионы. Этот процесс, называемый фотоионизацией, удобно наблюдать с помощью масс-спектрометра.
Простейший фотохимический процесс в жидкой фазе – перенос электрона, т. е. вызванная светом окислительно-восстановительная реакция. Например, при действии УФ света на водный раствор, содержащий ионы Fe2 +, Cr2 +, V2 +и др., электрон переходит от возбуждённого иона к молекуле воды, например:
(Fe2 +)* + H2O → Fe3 ++ OH-+ Н+.
Вторичные реакции приводят к образованию молекулы водорода. Перенос электрона, который может происходить при поглощении видимого света, характерен для многих красителей. Фотоперенос электрона с участием молекулы хлорофилла представляет собой первичный акт Фотосинтеза – сложного фотобиологического процесса, происходящего в зелёном листе под действием солнечного света.
В жидкой фазе молекулы органических соединений с кратными связями и ароматическими кольцами могут участвовать в разнообразных темновых реакциях. Кроме разрыва связей, приводящего к образованию радикалов и бирадикалов (например, карбенов (См. Карбены)),а также гетеролитических реакций замещения, известны многочисленные фотохимические процессы изомеризации (См. Изомеризация),перегруппировок, образования циклов и др. Существуют органические соединения, которые под действием УФ света изомеризуются и приобретают окраску, а при освещении видимым светом снова превращаются в исходные бесцветные соединения. Это явление, получившее название фотохромии, – частный случай обратимых фотохимических превращений.
Задача изучения механизма фотохимических реакций весьма сложна. Поглощение кванта света и образование возбуждённой молекулы происходят за время порядка 10-15сек.Для органических молекул с кратными связями и ароматическими кольцами, представляющих для Ф. наибольший интерес, существуют два типа возбуждённых состояний, которые различаются величиной суммарного спина молекулы. Последний может быть равен нулю (в основном состоянии) или единице. Эти состояния называются соответственно синглетными и триплетными. В синглетное возбуждённое состояние молекула переходит непосредственно при поглощении кванта света. Переход из синглетного в триплетное состояние происходит в результате фотофизического процесса. Время жизни молекулы в возбуждённом синглетном состоянии составляет Фотохимия 10-8сек;в триплетном состоянии – от 10-5–10-4сек(жидкие среды) до 20сек(жёсткие среды, например твёрдые полимеры). Поэтому многие органические молекулы вступают в химические реакции именно в триплетном состоянии. По этой же причине концентрация молекул в этом состоянии может стать столь значительной, что молекулы начинают поглощать свет, переходя в высоковозбуждённое состояние, в котором они вступают в т. н. двухквантовые реакции. Возбуждённая молекула А* часто образует комплекс с невозбуждённой молекулой А или с молекулой В. Такие комплексы, существующие только в возбуждённом состоянии, называются соответственно эксимерами (AA)* или эксиплексами (AB)*. Эксиплексы часто являются предшественниками первичной химической реакции. Первичные продукты фотохимической реакции – радикалы, ионы, ион-радикалы и электроны – быстро вступают в дальнейшие темновые реакции за время, не превышающее обычно 10-3сек.
Один из наиболее эффективных методов исследования механизма фотохимических реакций – импульсный Фотолиз,сущность которого заключается в создании высокой концентрации возбуждённых молекул путём освещения реакционной смеси кратковременной, но мощной вспышкой света. Возникающие при этом короткоживущие частицы (точнее – возбуждённые состояния и названные выше первичные продукты фотохимической реакции) обнаруживаются по поглощению ими «зондирующего» луча. Это поглощение и его изменение во времени регистрируется при помощи фотоумножителя и осциллографа. Таким методом можно определить как спектр поглощения промежуточной частицы (и тем самым идентифицировать эту частицу), так и кинетику её образования и исчезновения. При этом применяются лазерные импульсы продолжительностью 10-8секи даже 10-11–10-12сек,что позволяет исследовать самые ранние стадии фотохимического процесса.
Область практического приложения Ф. обширна. Разрабатываются способы химического синтеза на основе фотохимических реакций (см. Фотохимический реактор, Солнечная фотосинтетическая установка).Нашли применение, в частности для записи информации, фотохромные соединения. С применением фотохимических процессов получают рельефные изображения для микроэлектроники (См. Микроэлектроника),печатные формы для полиграфии (см. также Фотолитография). Практическое значение имеет фотохимическое хлорирование (главным образом насыщенных углеводородов). Важнейшая область практического применения Ф. – Фотография. Помимо фотографического процесса, основанного на фотохимическом разложении галогенидов серебра (главным образом AgBr), всё большее значение приобретают различные методы несеребряной фотографии; например, фотохимическое разложение диазосоединений (См. Диазосоединения)лежит в основе диазотипии (См. Диазотипия).
Лит.:Турро Н. Д., Молекулярная фотохимия, пер. с англ., М., 1967; Теренин А. Н., Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений, Л., 1967; Калверт Д. Д., Питтс Д. Н., Фотохимия, пер. с англ., М., 1968; Багдасарьян Х. С., Двухквантовая фотохимия, М., 1976.
Х. С. Багдасарьян.

  1. фотохимия—ФОТОХИМИЯ раздел химии в кром изучаются реакции химические iпроисходящие под действием света. Ф. тесно связана с оптикой iи оптическими излучениями. iПервые фотохимич. за...Большая советская энциклопедия
  2. фотохимия—photochemistry...Большой русско-английский словарь биологических терминов
  3. фотохимия—ж.fotoqumica f...Большой русско-испанский словарь
  4. фотохимия—сущ. жен. рода только ед. ч. хим....Большой русско-украинский словарь
  5. фотохимия—от фото.i и химия i область хим. превращений протекающих под действием света. К процессам рассматриваемым Ф. относятся фотосинтез органич. вв в растениях превращение кисл...Большой энциклопедический политехнический словарь
  6. фотохимия—изучает реакции возбуждаемые светом. Важнейший природныйфотохимический процесс фотосинтез. Основные области практическогоиспользования фотохимии фотография изготовление...Большой энциклопедический словарь II
  7. фотохимия—ФОТОХИМИЯ изучает реакции возбуждаемые светом. Важнейший природный фотохимический процесс фотосинтез. Основные области практического использования фотохимии фотография ...Большой энциклопедический словарь III
  8. фотохимия—ФОТОХИМИЯ изучает реакции возбуждаемые светом. Важнейший природный фотохимический процесс фотосинтез. Основные области практического использования фотохимии фотография...Большой Энциклопедический словарь V
  9. фотохимия—изучает реакции возбуждаемые светом. Важнейший природный фотохим. процесс фотосинтез. Осн. области практич. использования Ф.фотография изготовление печатных форм и микро...Естествознание. Энциклопедический словарь
  10. фотохимия—и ж.em Раздел физической химии изучающий реакции происходящие под действием света.Синонимы наука...Малый академический словарь
  11. фотохимия—корень ФОТО корень ХИМ окончание ИЯ Основа слова ФОТОХИМВычисленный способ образования слова Бессуфиксальный или другой ФОТО ХИМ ИЯ Слово Фотохимия содержит следу...Морфемный разбор слова по составу
  12. фотохимия—Начальная форма Фотохимия единственное число женский род именительный падеж неодушевленное...Морфологический разбор существительных
  13. фотохимия—ФОТОХИМИЯstrong раздел химии в котором изучаются фотохимические реакции вызываемые действием СВЕТА или УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ а также реакции при которых выделяется ...Научно-технический энциклопедический словарь
  14. фотохимия—фотохимия ж. Раздел физической химии изучающий реакции вызванные воздействием света....Новый толково-словообразовательный словарь русского языка
  15. фотохимия—фотохимия фотохимия и...Орфографический словарь
  16. фотохимия—u жu Р.u Д.u Пр.u фотохимии наука...Орфографический словарь русского языка
  17. фотохимия—photochimie...Политехнический русско-французский словарь
  18. фотохимия—фотохимия фотохимии фотохимии фотохимий фотохимии фотохимиям фотохимию фотохимии фотохимией фотохимиею фотохимиями фотохимии фотохимиях...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
  19. фотохимия—Орфографическая запись слова фотохимия Ударение в слове фотохимия Деление слова на слоги перенос слова фотохимия Фонетическая транскрипция слова фотохимия [фатахима] Хар...Полный фонетический разбор слов
  20. фотохимия—фотохимия иСинонимы наука...Русский орфографический словарь
  21. фотохимия—Ж мн. нет fotokimya kimyann iq alar tsiril tryn kimyvi reaksiyalar yrnn bsi....Русско-азербайджанский словарь
  22. фотохимия—photochemistry фотохимия ж.uphotochemistry наука...Русско-английский политехнический словарь
  23. фотохимия—фотохимия ж.iphotochemistry...Русско-английский словарь
  24. фотохимия—ж. бесстолкновительная фотохимия бимолекулярная фотохимия изотопически селективная фотохимия инфракрасная фотохимия колебательная фотохимия лазерная фотохимия многофотонн...Русско-английский словарь по физике
  25. фотохимия—photochemistry наука...Русско-английский технический словарь
  26. фотохимия—photochemistry...Русско-английский химический словарь
  27. фотохимия—Фотахмя...Русско-белорусский словарь
  28. фотохимия—фотахмя жен.i...Русско-белорусский словарь II
  29. фотохимия—фотахiuмiя мii...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
  30. фотохимия—фотахiмiя мii...Русско-белорусский физико-математический словарь
  31. фотохимия—fotochimica...Русско-итальянский медицинский словарь
  32. фотохимия—ж. fotochimica f chimica f fotografica...Русско-итальянский политехнический словарь
  33. фотохимия—ж. фотохимия жарык шооласынын кыймылы менен шартталган химиялык реакцияны йрнч химиянын блм....Русско-киргизский словарь
  34. фотохимия—Синонимы наука...Русско-китайский словарь
  35. фотохимия—Fotochemie Photochemie...Русско-немецкий политехнический словарь
  36. фотохимия—Fotochemie Photochemie...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
  37. фотохимия—Fotochemie Photochemie...Русско-немецкий химический словарь
  38. фотохимия—fotokjemi наука...Русско-норвежский словарь
  39. фотохимия—жfotoqumica f наука...Русско-португальский словарь
  40. фотохимия—ж наука...Русско-турецкий словарь
  41. фотохимия—chimie actinique photochimie...Русско-французский словарь по химии
  42. фотохимия—fotochemie...Русско-чешский словарь
  43. фотохимия—Fotokeemia...Русско-эстонский словарь
  44. фотохимия—фотохимия наука...Слитно или раздельно? Орфографический словарь-справочник
  45. фотохимия—фотохимия и Синонимы наука...Слитно. Раздельно. Через дефис. Словарь-справочник
  46. фотохимия—ФОТОХИМИЯ Учение о химическом действии световых лучей. Словарь иностранных слов вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н. ФОТОХИМИЯ исследование химического действи...Словарь иностранных слов русского языка
  47. фотохимия—фотохимия сущ. колво синонимов химия Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. . Синонимы наука...Словарь синонимов II
  48. фотохимия—ФОТОХИМИЯ изучает реакции возбуждаемые светом. Важнейший природный фотохимический процесс фотосинтез. Основные области практического использования фотохимии фотография ...Современный энциклопедический словарь
  49. фотохимия—фотохимия раздел физической химии в котором изучаются фотохимические реакции....Толковый словарь иностранных слов
  50. фотохимия—ФОТОХИМИЯ фотохимии мн. нет ж. науч. Отдел химии изучающий химическое действие световых лучей. См. фото во знач....Толковый словарь русского языка II
  51. фотохимия—ФОТОХИМИЯ ж. Раздел физической химии изучающий реакции вызванные воздействием света....Толковый словарь русского языка
  52. фотохимия—Ударение в слове фотохимияУдарение падает на букву иБезударные гласные в слове фотохимия...Ударение и правописание
  53. фотохимия—Rzeczownik фотохимия f fotochemia f...Универсальный русско-польский словарь
  54. фотохимия—фотохимия фотохимии фотохимии фотохимий фотохимии фотохимиям фотохимию фотохимии фотохимией фотохимиею фотохимиями фотохимии фотохимиях Источник Полная акцентуированная п...Формы слова
  55. фотохимия—наука о хим. превращениях вв под действием электромага излучения ближнего ультрафиолетового нм видимого нм и ближнего инфракрасного мкм. Исследования хим. действи...Химическая энциклопедия
  56. фотохимия—Химия Хим Фохт Фото Томия Тихо Тифия Тиф Тим Охи Офит Мох Мотя Мот Миф Митя Миот Мио Иох Имя Яхим Том Тоо Фот Фотохимия Хит...Электронный словарь анаграмм русского языка
  57. фотохимия—Фотохимия см. Химические процессы под влиянием света....Энциклопедический словарь
  58. фотохимия—ФОТОХИМИЯ изучает реакции возбуждаемые светом. Важнейший природный фотохимический процесс фотосинтез. Основные области практического использования фотохимии фотография...Энциклопедический словарь естествознания
  59. фотохимия—[photochemistry] раздел химии в котором изучаются химические реакции происходящие под действием света. Фотохимия тесно связана с оптикой и оптическими излучениями....Энциклопедический словарь по металлургии
  60. фотохимия—см. Химические процессы под влиянием света....Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
  61. фотохимия—ФОТОХИМИЯотрасль химии занимающаяся изучением взаимодействий света с веществом. Эти взаимодействия могут сопровождаться химическими превращениями вещества иногда с испуск...Энциклопедия Кольера II