reakcja fotochemiczna

reakcja fotochemiczna,

reakcja wywołana absorpcją promieniowania elektromagnetycznego w zakresie nadfioletowym, widzialnym lub podczerwonym, które bezpośrednio lub pośrednio (poprzez cząsteczki fotosensybilizatorów) powoduje wzbudzenie elektronowe cząsteczek substratów;

najważniejszą r.f. zachodzącą w przyrodzie jest fotosynteza, podstawą procesu widzenia u zwierząt i ludzi jest r.f. zachodząca w oku; r.f. zachodzą w skórze podczas opalania się, są także podstawą fotografii oraz wielu innych procesów wykorzystywanych w przemyśle i technice (np. chlorowanie węglowodorów, fotopolimeryzacja, opt. zapis i przechowywanie informacji). Warunkiem zajścia r.f. jest absorpcja promieniowania przez reagującą substancję (Grotthusa i Drapera prawo), przy czym każdy pochłonięty kwant promieniowania (foton) inicjuje przemianę tylko jednej cząsteczki (Einsteina prawo równoważności fotochemicznej). W przemianie fotochemicznej można wyróżnić 3 stadia: 1) absorpcja promieniowania i przejście układu do stanu wzbudzonego, 2) pierwotne procesy fotochemiczne, zachodzące z udziałem cząsteczek wzbudzonych elektronowo, 3) wtórne procesy fotochemiczne — zachodzące bez udziału światła reakcje produktów powstałych w procesach pierwotnych. Przykładem reakcji fotochemicznej jest łańcuchowa reakcja chloru z wodorem:

Cl₂ + hν → 2Cl (proces pierwotny)

Cl + H₂ → HCl + H i H + Cl₂ → HCl + Cl (procesy wtórne)

Stosunek liczby cząsteczek, które uległy r.f. do liczby pochłoniętych fotonów przez reagujący układ nosi nazwę wydajności kwantowej; wydajność kwantowa może być mniejsza od 1 (np. gdy cząsteczka po pochłonięciu fotonu traci energię wskutek np. emisji promieniowania) lub większa od 1 i osiągać bardzo duże wartości rzędu 10⁵–10⁷ (w wypadku reakcji łańcuchowych). Badaniem reakcji fotochem. zajmuje się fotochemia.