Введение. 
Фотохимические реакции

Фотохимия — это раздел химии, в котором изучаются фотохимические превращения, т. е. реакции, протекающие под воздействием светового излучения. Как самостоятельная область науки фотохимия оформилась в 1-й трети XX в. Первые фотохимические закономерности были установлены в XIX в. Основным закон фотохимии стал закон квантовой эквивалентности, который сформулировал А. Эйнштейн в 1912 г. Он гласит: каждый поглощенный фотон в первичном акте способен активировать только одну молекулу. Ещё одним важнейшим законом фотохимии является закон Гротгуса — Дрепера (1818−1843 гг.), который заключается в том, что фотохимические изменения происходят только под действием света, поглощаемого системой.

Фотохимические реакции: первичные и вторичные процессы

Фотохимические реакции — химические реакции, которые инициируются воздействием электромагнитных волн, в частности — светом. Примерами фотохимических реакций являются фотосинтез в растениях, распад бромида серебра в светочувствительном слое фотопластинки, превращение молекул кислорода в озон в верхних слоях атмосферы и т. п.

Процесс фотохимического превращения можно разделить на три стадии:

акт поглощения, при котором образуется электронно-возбуждённое состояние;

первичные фотохимические процессы, в которых участвуют электронно-возбуждённые состояния;

вторичные, или темновые реакции различных химических веществ, образующихся в результате первичных процессов.

В результате поглощения света молекулами могут произойти следующие первичные процессы:

1) возбуждение — переход электрона на более высокий уровень, вследствие чего молекула приобретает дополнительную энергию;

A + hн —> A*.

2) ионизация — электрон выбрасывается из молекулы, образуется положительно заряженный ион;

A + hн —> A+ + e;

3) диссоциация — перемещение электрона, вызывающее колебание атомов в молекуле, достаточное для химического расщепления молекулы, с образованием свободных радикалов (гомолитическая) либо ионов (гетеролитическая):

AB + hн —> A* + B*.

AB + hн —> A+ + B;

Возбужденная молекула может испытывать последующие превращения (вторичные реакции):

1) флюоресценция, т. е. быстрое испускание света и переход в исходное электронное состояние:

A* —> A + hн Частота испускаемого света меньше или равна частоте поглощаемого в первичном процессе света:

• 2) Фосфоресценция — испускание света с некоторой задержкой по времени, которая необходима для того, чтобы молекула за счет безызлучательных процессов перешла в другое возбужденное состояние.
• 3) Дезактивация при соударении:

A* + A A + A.

4) Диссоциация:

A* B + C.

5) Реакция с другими молекулами:

A* + B C.

Так как вторичные процессы являются продолжением первичных и могут происходить либо одни, либо конкурировать между собой, они определяют разнообразие фотохимических явлений и квантовый выход реакции.