ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ценные реакции из "Общая химия. Состояние веществ и химические реакции" Реакции, которые протекают под действием света, называются фотохимическими. Под светом понимается видимый свет, ин-фракрасное и ультрафиолетовое излучения. Эффективность действия света зависит от его энергии чем короче длина волны (т. е. чем больше смещено излучение в ультрафиолетовую об ласть спектра), тем выше энергия излучаемых фотонов и тем сильнее воздействие кванта света на облучаемую частицу — атом, ион или молекулу. [c.47] Эта реакция сопровождается увеличением энтальпии, уменьшением энтропии и, следовательно, увеличением изобарного потенциала (Д0 0). К этому же классу реакций относятся фотографические процессы, в основе которых лежит способность галогенидов серебра разлагаться под действием света. [c.47] Ко второму классу фотохимических реакций относятся реакции, которые термодинамически способны при данных условиях протекать самопроизвольно, но не протекают из-за высокой энергии активации. Для этих реакций свет играет роль возбудителя, инициатора реакции. [c.47] Соотношение между количеством поглощенной энергии и количеством прореагировавшего вещества впервые было установлено К. А. Тимирязевым, доказавшим, что эти количества строго подчиняются закону сохранения энергии. Позже А. Эйнштейн вывел формулу, являющуюся математическим выражением закона фотохимической эквивалентности, согласно которому каждая молекула, реагирующая под действием света, поглощает только один квант световой энергии. Следовательно, в любой элементарной реакции может принимать участие только один квант света, т.е. число прореагировавших молекул должно равняться числу поглощенных квантов. [c.48] Этой энергии достаточно только для того, чтобы разориать не слишком прочную химическую связь. В видимом свете наименьшей энергией обладает красная часть спекгра (Xss 7,5x Х10 м, =158 кДж/моль), наибольшей — фиолетовая часть м, = 297 кДж/моль). Невидимые ультрафиолетовые лучи имеют еще большую энергию, чем и объясняется их высокая фотохимическая активность. [c.48] Для истинно фотохимических процессов (элементарных процессов) квантовый выход всегда равен единице и именно зтп процессы подчиняются закону фотохимической экниналентностн. Такие процессы называются первичными. Первичные процессы непосредственно вызываются действием света в отличие от вторичных, не требующих освещения, но протекающих вслед за первичными с участием продуктов первичных процессов. [c.49] В зависимости от квантового выхода фотохимические процессы можно разделить на три группы. [c.49] Следовательно, для синтеза одной молекулы глюкозы и образования шести молекул кислорода требуется шесть квантов, света. [c.50] Из указанных вторичных процессов (1) — (7) возможно протекание не всех реакций. Рассмотрим, какими приемами следует пользоваться для отбора реакций, имеющих реальные значения АН. Реакции (3) и (4) проходят с увеличением энтальпии. [c.50] Действительно, один квант света превращает две молекулы иодоводорода в молекулы водорода и иода. [c.51] Под действием ультрафиолетового облучения кислород переходит в озон. Этим процессом объясняется образование в верх F иx слоях атмосферы озонового слоя, поглощаюптего ультрафиолетовое солнечное излучение. Благодаря этому коротковолновая часть солнечной радиации, опасная для живых организмов и растительности, не достигает земной поверхности. [c.51] Реакция образования озона в зависимости от условий и ее механизмов может проходить с квантовыми выходами, равными двум или трем. [c.51] Слой с максимальной концентрацией озона располагается на высоте около 25 км над поверхностью Земли. В этом слое реакции образования и распада озона протекают наиболее интенсивно. [c.52] Не меньшее значение для жизни на Земле имеют ионы N0+. N02 , Ог+, Ог и другие, образующиеся на высотах 100—400 км по различным ионно-молекулярным реакциям. [c.52] Положительно заряженные молекулярные ионы не образуются путем прямого отрыва электрона от нейтральной молекулы, так как при поглощении кванта света молекула переходит в возбужденное состояние и энергия успевает распределиться По молекуле прежде, чем произойдет отрыв от нее электрона. [c.52] Таким образом, процесс формирования сложных молекулярных ионов включает в себя в качестве первичных реакций диссоциацию двухатомных молекул и ионизацию аТомов, и только о нторнчных процессах заряженные атомы обмениваются за- )ядами со сложными молекулами. [c.53] Реакции с квантовым выходом много больше единицы — это цепные еакции. Заметим, что все цепные реакции термодинамически возможны (ЛС 0). [c.53] К особой группе фотохимических реакций относятся так называемые сенсибилизированные реакции. [c.53] Вернуться к основной статье