Prin natura proceselor fotochimice pot fi împărțite în mod direct și sensibilizat. Radiația este absorbită prin reacție directă cu una sau mai multe substanțe care participă la reacție. Radiația reacție sensibilizat absoarbe o anumită substanță care excită reacția, dar el însuși nu este implicat în reacție. Fiecare photoreaction trei pași: tranziția de absorbție a luminii și a moleculelor într-o stare excitată electronic; procese fotochimice primare care implică molecule excitate și formarea produselor fotochimice primare; substanțe de reacție secundare formate în procesul primar.
Fluxul luminos este compus din. porțiilor individuale de energie - fotoni. Produsele din prima etapă a procesului fotochimic poate fi scurt-izomeri având energia electronilor mai mare a atomilor și radicali. Adesea, ei au electroni nepereche și să participe cu ușurință la reacții secundare. In reacțiile de conversie secundare apar produse de reacție primară. Transferul de excitație de la o moleculă la alta este numită sensibilizare, iar substanța care absoarbe lumina și care acționează ca un purtător de energie, numit un fotosensibilizator.
Sam photosensitizer în reacție nu se schimbă. Uneori moleculele excitate reacționează cu alte molecule prezente în proces pentru a forma produse de reacție stabile. Reacțiile fotochimice apar atât în natură și în industrie. În funcție de rolul și natura influenței luminii, procese fotochimice pot fi împărțite în trei grupe.
Prima grupă include reacțiile care pot să apară spontan la absorbția reactivilor de impulsuri luminoase. Pentru aceste procese, lumina joacă rolul de agent și inițiator (procese exoterme, care sunt, de obicei caracter lanț). Aceste procese includ:
clorurare și bromurare hidrocarburilor. De exemplu, clorurarea metanului, pentru a forma metan clorurate:
CH4 + CL - SN3SL + Cl2 - CH2CI2 + CI2 - CHCI3 + Cl2 - CCl4
sinteza unor polimeri. de exemplu, procedeu de polimerizare stiren pentru a produce polistiren: NCH2 = CH - C6H5 - [-CH2-CH-C6H5],
În condiții normale, această reacție este lentă, dar atunci când sunt iluminate de lumina soarelui sau de căldură de reacție este însoțită de o explozie.
Lanțul de reacții secvențiale se obține atunci când reacționează unul cu altul decât situsul activ formează o moleculă a produsului de reacție este un alt nou centru activ.
N. academician sovietic N. Semenov împreună cu angajații teoretizat ramificat reacții în lanț, unde interacțiunea radicalului cu molecula materiei prime se formează nu este una, ci două sau mai multe site-uri noi activi. Ramificat lanț, iar reacția este accelerată rapid.
Al doilea grup de procese fotochimice includ procese pentru care este necesară o alimentare continuă cu energie luminoasă pentru reactanți. În eliminarea luminii este anulată.
Prin procesele de acest tip sunt:
-procesele din celula vie;
-proces natural de fotosinteză asociat cu lumina pigment plantelor de absorbție - clorofila;
-formarea curentului electric în baterii solare - una din zonele de utilizare a energiei solare.
Cele mai frecvente, în special în tehnologia spațială, fotovoltaică de siliciu. Un alt domeniu de utilizare a energiei solare asociate cu conversia radiației solare în energie termică pentru încălzirea clădirilor, aer condiționat și așa mai departe. G. Pe bază de sare de halogenură de argint fotosensibilă imagini de proces în imagini.
Al treilea grup include procese chimice care au loc sub acțiunea luminii - reacția fotocatalitice. Lumina în aceste procese nu sunt absorbite reactanți și catalizator, accelerarea procesului.
Sub acțiunea luminii sunt electroni excitați de atomi situate pe suprafața catalizatorului și reducerea energiei de activare a reacției. In unele din metal semiconductor (oxizi de zinc, cupru, cadmiu, staniu) sunt utilizate ca photocatalysts sprijinite pe un substrat. Prin procesele fotocatalitice includ:
sinteza de substanțe organice, de exemplu, prepararea acizilor carboxilici prin RGOH reacției de oxidare + O - RCOOH (comburant - permanganat de potasiu sau amestec cromic); reacția hidrogenului peroxid de descompunere 2N2O2 - 2H2O + O2 + Q (catalizator sunt compuși metalici - cupru, fier, mangan, sprijinit pe o bază).
Cele mai multe dintre produsele de reacție formate prin procedeele fotochimice pot fi obținute prin alte metode.
Fezabilitatea aplicării și incidența proceselor fotochimice explicate inainte avantajele lor termice: posibilitatea ajustării corecte a gradului de excitație a moleculelor; selectivitate ridicată a reacției; capabil să activeze doar un anumit grup sau o legătură în modificările moleculei în nivelul de radiație; posibilitate de sinteză a compușilor instabile termodinamic; Procese putin dependente de temperatură; Viteza de reacție este ușor de reglat; Puritatea înaltă a produsului obținut.