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光化學研究歷史和特點

發布時間:2018-11-06 14:38:00

  光化學(photochemistry)屬于化學領域,它的任務是研究光和物質相互作用所引起的物理變化和化學變化,涉及由可見光和紫外光所引起的所有化學反應。
 

光化學研究歷史

  30年代以前光化學是零散 不成系統的
  50年代 建立了光化學的定則:原子軌道理論,分子軌道理論,前線軌道理論產生→光化學定則:Stank-Einstein定律,Franck-Condon原理,自旋選擇定則,Kasha規則等
  80年代飛秒,皮秒,脈沖光源, 脈沖激光技術 
  激光閃光光解技術——超快反應理解、分子動態過程的理解
  光化學建立在分子水平上——現代光化學
  20世紀末——以無機材料為主
  近十年——有機材料化學飛速發展
 

光化學特點

  目前光化學所涉及光的波長范圍為100~1000nm即紫外至近紅外波段。比紫外波長更短的電磁輻射(X射線和?射線),所引起的光電離和化學變化屬于輻射化學(radiochemistry)的范疇。而遠紅外波段的或波長更長的電磁波,其光子能量不足以引起化學變化,因此不屬于光化學研究的范疇。一般來說,光化學有效的光的波長范圍為100-1000nm,但由于受光窗材料和化學鍵能的限制,光化學中通常適用的光的波長范圍為200-700nm,其中200nm是石英光窗材料的透射限。
 
  光化學反應中,分子吸收的光子所具有的能量與化學反應中分子的能量變化相匹配才能引起化學變化。光化學中適用的光,其具有的能量應足以使化學鍵斷裂,此能量對應相應波長范圍。
 

光化學與熱化學反應區別

  光化學反應的活化主要是通過分子吸收一定波長的光來實現的,而熱化學反應的活化主要是分子從環境中吸收熱能而實現的。光化學反應受溫度的影響小,有些反應可在接近0K時發生。
  光活化分子與熱活化分子的電子分布及構型有很大不同,光激發態的分子實際上是基態分子的電子異構體。
  被光激發的分子具有較高的能量,可以得到高內能的產物,如自由基、雙自由基等。

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