Значение фотохимических реакций

В биологии известно несколько фотохимических процессов, имеющих чрезвычайно большое значение для жизнедеятельности как отдельных организмов, так и биосферы в целом. В первую очередь среди таких процессов следует назвать фотосинтез.Кроме того, чрезвычайно важными являются фотохимия зрения, фотохимия синтеза витаминов, например, витамина D в человеческой коже, фотохимия загара и др.

Фотохимическая реакция разложения галогенидов серебра лежит в основе фотографического процесса. Существуют фотохромные материалы, способные изменять цвет или прозрачность под действием света, что используется, в частности, для фотохимической записи информации или для изготовления солнцезащитных очков. Фотохимические реакции используются и в химической промышленности, например, при синтезе капролактама или при фотополимеризации метилметакрилата в производстве органического стекла.

Для фармации фотохимические реакции важны в первую очередь постольку, поскольку свет может вызывать деструкцию (фотолиз)многих лекарственных препаратов. Разложению под действием света подвержены и многие другие вещества и материалы - древесина, бумага, краски, пластмассы и т. д.

В химии достаточно широко используется люминесцентный метод анализа, основанный на изучении спектров излучения, испускаемого возбужденными молекулами исследуемых веществ.

Первичные и вторичные фотохимические процессы

Фотохимические реакции подразделяются на первичные и вторичные процессы,происходящие соответственно на световыхили темновых стадиях. Первичные процессысвязаны с поглощением молекулами кванта световой энергии - фотона, что может привести к образованию реакционноспособных промежуточных соединений, которые затем участвуют во вторичных процессах, имеющих термическую природу и не требующих воздействия света или другого излучения

Проиллюстрировать первичные и вторичные процессы можно на примере разложения иодида водорода. В отсутствие света происходит термическая реакция

2HJ ® H₂ + J₂

Если же на систему действует свет подходящей длины волны, то идут следующие процессы:

HJ + hn ® H + J фотохимическая реакция, первичный процесс

H + HJ ® H₂ + J ü термические реакции;

J + J ® J₂ þ вторичные процессы

Хотя конечные продукты превращений в химическом и в фотохимическом процессах совпадают, механизмы этих процессов различны.

Законы фотохимии

Известны следующие законы фотохимии:

Закон Гроттгуса - Дрейпера(К.И.Д.Гроттгус - 1818; Дж.У.Дрейпер - 1842):