Задача 37. Фотохимия

Фотохимия. Задача фотохимии — установление связи между поглощением световой энергии и химическими процессами. Исследование фотохимических реакций необходимо для понимания сложного механизма процессов фотосинтеза, который является непременным условием жизни растений и животных и самым крупномасштабным синтетическим процессом на Земле. [c.6]

Одной из основных задач фотохимии является установление природы и определение эффективности первичных фотохимических процессов, выявление механизма химической реакции, инициированной квантами света. Если в результате первичного процесса образуется устойчивый продукт, то квантовый выход этого [c.52]

Моль фотонов. Единица лучистой энергии, отвечающей молю фотонов, — Эйнштейн. Здесь большую роль играет длина волны % излучения. Так, для красного цвета с X = 760 нм энергия излучения составляет около 155 кДж/эйнштейн, а для мягких рентгеновских лучей с Я, = 2 нм энергия моля фотонов составит уже приблизительно 60 ООО кДж. Вообще, к оценке лучистой энергии моля фотонов необходимо подходить дифференцированно. Это входит в задачу фотохимии (гл. 10, 6). [c.10]

Каковы цель и значение спектральных методов при решении проблемы по второму пути моделирования фотосинтеза Приведу формулировку задач фотохимии в ГОИ, составленную мной ранее [И]. Эта формулировка сохраняет свое значение и по настоящее время. [c.378]

Задачи, приведенные в книге, практически охватывают все разделы курса физической химии это газы, классическая термодинамика, электрохимия, кинетика, фотохимия, радиохимия, коллоидные системы, квантовая химия и спектроскопия, статистическая термодинамика. Подавляющее большинство задач составлено по оригинальным литературным работам, что представляет особый интерес. [c.5]

Основы физической и коллоидной химии позволяют заложить фундамент развития качественных и количественных представлений об окружающем мире. Эти знания необходимы для дальнейшего изучения таких специальных дисциплин, как агрохимия, почвоведение, агрономия, физиология растений и животных и др. Современное состояние науки характеризуется рассмотрением основных физико-химических процессов на атомно-молекулярном уровне. Здесь главенствующую роль играют термодинамические и кинетические аспекты сложных физико-химических взаимодействий, определяющих в конечном счете направление химических превращений. Выявление закономерностей протекания химических реакций в свою очередь подводит к возможности управления этими реакциями при решении как научных, так и технологических задач. Роль каталитических (ферментативных) и фотохимических процессов в развитии и жизни растений и организмов чрезвычайно велика. Большинство технологических процессов также осуществляется с применением катализа. Поэтому изучение основ катализа и фотохимии необходимо для последующего правильного подхода к процессам, происходящим в природе, и четкого определения движущих сил этих процессов и влияния на них внешних факторов. Перенос энергии часто осуществляется с возникновением, передачей и изменением значений заряда частиц. Для понимания этой стороны сложных превращений необходимо знание электрохимических процессов. Зарождение жизни на Земле и ее развитие невозможно без участия растворов, представляющих собой ту необходимую среду, где облегчается переход от простого к сложному и создаются благоприятные условия для осуществления реакций, особенно успешно протекающих на разделе двух фаз. [c.379]

Ангармонизм колебаний и перераспределение энергии между разл. степенями свободы при соударениях молекул приводят к ограничению направленности действия источника возбуждения системы. Для достижения наиб, выхода продукта при минимуме затрат энергии нужно, как правило, возбуждать не одну, а неск. определенных колебат. степеней свободы, причем не обязательно оптически разрешенных. Это позволяет управлять хим. р-циями их скоростью, составом продукта и др. Подобные задачи решаются, в частности, в плазмохимии, фотохимии, радиационной химии, лазерной химии. Первичные продукты внеш. воздействия-сильно неравновесные по хим. составу и степени возбуждения частицы - могут, взаимодействуя, приводить к образованию больших концентраций др. возбужденных частиц, в т. ч. с инверсной заселенностью, что является необходимым условием для генерирования лазерного излучения (см. Лазеры химические). [c.219]

Четвертое издание книги, как и третье, состоит из следующих частей Термодинамика , Динамика , Квантовая химия , Строение твердого тела . Общее число глав не изменилось по сравнению с предыдущим изданием, но включены три новые главы, а материал глав Газы , Другие структурные методы и Ядерная и радиационная химия рассредоточен по другим разделам. Заново написаны главы Ионные равновесия и биохимические реакции (гл. 7), Спектроскопия магнитного резонанса (гл. 16) и Макромолекулы (гл. 20). Соответствующие разделы были в книге и раньше, но в настоящем издании им уделяется больше внимания, что отражает повышенный интерес к применению физической химии для решения биологических задач, а также возросшую роль методов ядерного магнитного и электронного парамагнитного резонанса. Перечисление всех существенных изменений в разных главах заняло бы слишком много места, поэтому я упомяну лишь о более подробном изложении квантовой теории, электронной структуры молекул, фотохимии и химии твердого тела. [c.6]

Органическую фотохимию можно разделить на три раздела теоретическая фотохимия — область работы физико-химиков фотохимическая аппаратура, где решают задачи физики и инженеры, и препаративная фотохимия — поле деятельности химиков-органиков. [c.9]

В задачу данной книги не входит подробное изложение радиационной химии, науки о химических реакциях, обусловленных взаимодействием излучений большой энергии (рентгеновские лучи, -[-излучение, а-частицы, Р-частицы и т. д.) с веществом . Радиационная химия тесно связана с фотохимией, причем радиационную химию вряд ли можно рассматривать как приложение радиоактивности к химии только на том основании, что в радиационнохимических исследованиях иногда используют излучения, испускаемые радиоактивными веществами. Конечно, необходимо учитывать, что во всякой системе, содержащей радиоактивные индикаторы, испускаются излучения большой энергии, вызывающие химически реакции, которые, вообще говоря, могут искажать результаты протекания изучаемых радиохимических реакций. Поэтому радиохимик должен иметь представление о типах и масштабах протекания реакций, обусловленных излучениями большой энергии. С этой целью ниже приводится краткое изложение основных вопросов радиационной химии. [c.226]

Рассмотренный материал показывает плодотворность метода ЭПР и его большую роль в исследовании физико-химических процессов, протекающих с участием макромолекул и макрорадикалов. Метод ЭПР в принципе применим для решения широкого круга задач полимерной химии и физики. Однако возможности практического использования метода неравноценны — наибольшие успехи достигнуты при исследовании структуры макрорадикалов и механизма их реакций при сравнительно низких температурах (механохимия, радиационная и фотохимия и др.). Исследование методом ЭПР высокотемпературных процессов (полимеризация, термоокислительная деструкция и др.) связано пока с преодолением значительных трудностей, главная из которых — необходимость определять низкие концентрации радикалов. Несомненно, однако, что прогресс в области техники детектирования (применение накопителей, когерентных усилителей и т. д.) и техники анализа сигналов ЭПР сильно расширяет возможности и перспективы метода ЭПР в физико-химии полимеров. [c.443]

Эти изменения обусловлены успехами смежных областей квантовой химии, молекулярной спектроскопии, молекулярной люминесценции, теории кинетики химических реакций, а также появлением ряда новых весьма плодотворных и эффективных методов эксперимента. Сейчас основной задачей теоретической фотохимии (как и химической кинетики вообще) является не формальное описание процесса, а установление связи реакционной способности реагентов с их строением. Центр тяжести исследований явно смещается в сторону реакций в конденсированной фазе. [c.5]

Проблема применения лазеров в фотохимии находится сейчас примерно в том же положении, которое возникает, когда уже имеется решение пока еще не сформулированной задачи. Сейчас уже известны лазерные материалы с довольно широким спектром излучения, правда, слишком малоинтенсивного в области длин волн короче 6000 А. Наиболее замечательные свойства лазеров — когерентность и монохроматичность — пока еще не используются фотохимиками, которых, по-видимому, в гораздо большей степени увлекает возможность получения с помощью лазеров высоких интенсивностей света. Можно полагать, что в будущем будут созданы интенсивные лазеры, работающие в области спектра, интересующей фотохимиков, и тем самым в их арсенале появится новое мощное оружие. [c.300]

На протяжении многих лет лаборатория научной фотографии ГОИ весьма результативно решала задачи самого разнообразного характера, однако непосредственным вкладом в развитие химико-фотографической промышленности стали работы в области фотографического желатина, фотографических эмульсий, фотохимии галогенидов серебра, фотографической сенситометрии. [c.354]

Следует признать, что авторы превосходно справились с задачей дать полное изложение современного состояния фотохимии. [c.6]

Не менее важной задачей фотохимика является установление природы вторичных реакций и других промежуточных соединений, возникаюш,их в результате первичных процессов. Так. в настоящее время большая часть полезной информации по механизму и константам скорости элементарных реакций получена из фотохимических исследований. Поэтому вторая часть этой главы посвящена рассмотрению основных методов химической кинетики и специальных кинетических приемов, используемых в фотохимии (например, метод вращающегося сектора, определение спектров испускания и времени жизни и ряд других методов, которые являются важными при определении механизма фотохимических реакций). [c.472]

В 1943 г., на первом после возвращения в Москву общем собрании Академии наук СССР, мне пришлось выступить с докладом на общую тему Свет и химия , в котором я попытался начертать задачи спектрохимии и фотохимии применительно к проблеме фотосинтеза на основании работ, проведенных под моим руководством [4]. [c.376]

Таким образом, низкий выход первичного фотохимического процесса в фотохимии полимеров является не столь существенным, как в случае низкомолекулярных соединений. Более того, в последнее время важное значение приобретает задача торможения фотохимических процессов в полимерных материалах в связи с проблемой сохранения их эксплуатационных характеристик при световых воздействиях. [c.6]

А. Н. Теренин. Фотохимия хлорофилла и фотосинтез. М., Изд-во АН СССР, 1951 Спектральные задачи и проблемы фотосинтеза. Труды ГОИ, 23, 142 (1954). [c.174]

К этому времени группа, а впоследствии лаборатория фотохимии ГОИ, прошла с 1936 г. значительный путь развития, начав со спектральных исследований фотоэнергетики простых органических молекул в газообразном состоянии [5] и перейдя к вопросам выцветания сложных органических красителей — объектов анилинокрасочной промышленности [6]. К концу войны мы были подготовлены к решению задач фотохимии красителей, которые лежат в основе фотосинтеза [7]. В это же время нами было получено существенное подкрепление в виде лаборатории фотобиохимии, организованной по моей инициативе в Институте биохимии АН СССР в 1946 г. [c.376]

Мы завершаем настоящий обзор очень коротким напоминанием о важных применениях фотохимии в медицине. Ультрафиолетовое облучение используется для дезинфекции, стерилизации и очистки воды. Флуоресценция применяется для диагностики в дерматологической и стоматологической практике. Ультрафиолетовое отверждение полимерных материалов в стоматологии упоминалось в разд. 8.8.2. Сообщалось и о легких ортопедических фиксирующих повязках, получаемых с помощью фотополимеризации. Задачей фототерапии является лечение заболевания. Незначительные кожные заболевания часто хорошо проходят под действием УФ-облучения. Серьезная кожная болезнь, псориаз, поддается фотохимиотерапии облучение УФ-светом дополняется применением фотосенсибилизирующего лекарства типа 8-метоксипсоралена, которое принимается за несколько часов до облучения. Иногда конечный эффект УФ-излучения ощущается в необлучавшихся частях тела. Производ- [c.289]

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКАЯ (от греч bnetikos-движущий), раздел физ химии, изучающий хим р-цию как процесс, протекающий во времени, механизм этого процесса, его зависимость от условий осуществления К х устанавливает временные закономерности протекания хим р-ций, связь между скоростью р-цин и условиями ее проведения, выявляет факторы, влияющие на скорость и направление хим р-ций Изучить механизм сложною хим процесса - означает выясш1ть, из каких элементарных стадий он состоит и каким образом элементарные стадии связаны друг с другом, какие образуются промежут продукты и т п Теоретич К х занимается построением мат моделей сложных хим процессов, анализом этих моделей в сопоставлении с эксперим данными Важной задачей К х является изучение элементарных р-ций с участием активных частиц своб атомов и радикалов, ионов н ион радикалов, возбужденных молекул и др Используя результаты кинетич исследований и изучения строения молекул и хим связи, К х устанавливает связь между строением молекул реагентов и их реакц способностью Динамика элементарного акта изучает теоретич и эксперимент методами элементарный акт чим р-ции и предшествующие ему механизмы возбуждения реагирующих частиц Кинетич исследования входят как важная составная часть во многие самостоят разделы химии, такне, как катализ, фотохимия, плазмохимия, радиационная химия, электрохимия и др. В своих методах исследования и теоретич обобщениях К х использует достижения математики, кибернетики, атомной и мол физики, квантовой химии, спектроскопии, аналит химии Кинетич данные и теоретич. концепции К х используются при создании экологич моделей атмосферы и гидросферы, при анализе процессов, происходящих в космосе [c.381]

Применение. Методом ЭПР можно определять концентрацию и идентифицировать парамагн. частицы в любом агрегатном состоянии, что незаменимо для исследования кинетики и механизма процессов, происходящих с их участием. Спектроскопия ЭПР применяется в радиационной химии, фотохимии, катализе, в изучении процессов окисления и горения, строения и реакционной способности орг. своб. радикалов и ион-радикалов, полимерных систем с сопряженными связями. Методом ЭПР решается широкий круг струк-турно-динамич. задач. Детальное исследование спектров ЭПР парамагн. ионов d- и /-элементов позволяет определить валентное состояние иона, найти симметрию кристаллич. Поля, количественно изучать кинетику и термодинамику многоступенчатых процессов комплексообразования ионов. Динамич. эффекты в спектрах ЭПР, проявляющиеся в специфич. уши-рении отдельных компонент СТС, обусловленном модуляцией величины констант СТВ за счет внутри- и межмол. хим. р-ций, позволяют количественно исследовать эти р-ции, напр, электронный обмен между ион-р калами и исходными молекулами типа + А. < А + Д , лигандный обмен типа LK + L + L, внутримол. процессы вращения отдельных фрагментов в радикалах, конформац. вырожденные переходы, внутримол. процессы перемещения атомов или Фупп атомов в радикалах и т. д. [c.450]

Основная задача практикума — ознакомлекпе студентов с техникой проведения более сложных синтезов, включающих работу со сжатыми и сжиженными газами, получение и очистку исходных реагентов и растворителей с аналитическим контролем их концентрации и чистоты, а также ознакомление с некоторыми реакциями и методами, не вошедшими по разным причинам в общий практикум по органической химии на третьем курсе. Первые четыре главы данного пособия соответствуют частично разделам лекционного курса Современные методы органического синтеза , который студенты слушают параллельно с работой в лаборатории. Хотя по таким вопросам, как, например, синтезы на основе ацетилена и восстановление алюмогидридом лития, имеется достаточное число специальных монографий и обзорных статей, они, однако, мало пригодны для использования в качестве учебных пособий. Поэтому представлялось целесообразным предпослать описанию лабораторных работ краткие сведения о возможных применениях рассматриваемых методов синтеза, механизмах реакций и технике их проведения. В связи с возрастающим интересом к препаративной фотохимии и включением в учебный план курса органической фотохимии, одна из новых глав второго издания книги посвящена фотохимическим синтезам. Другая новая глава содержит сводку данных по использованию гидразина для восстановления орга- [c.3]

Ряд изданных в последние годы книг по фотохимии позволил читателю познакомиться с закономерностями взаимодействия света с веществом и результатами этого взаимодействия для основных классов химических соединений. Среди процессов, инициируемых светом, некоторые важны для живой природы и тем самым для жизни людей (фотосинтез), другие приобрели значение в век технической революции (регистрация информации с помощью металлического изображения, а также фотопревращения полимеров и их регулирование), третьи оказались существенны для решения ряда задач, возникающих при создании современной техники [фотоструктурирование полимеров (фоторезисты) и фотохромные слои]. Во всех этих случаях поглощающее свет вещество находится в полимерной, слоевой матрице, что в значительной мере определяет природу и пути превращений возбужденных состояний, а также характер последующих темновых реакций. [c.3]

Из этих рассуждений ни в когм случае не следует, что состояние 51 не может играть большой роли в фотореакции напротив, более высокая его энергия (по сравнению с Г1) может обусловить большую скорость реакции. Важное значение может иметь и горячее основное состояние, получающееся при безызлучательиой конверсии из 81 или Тх на высокий колебательный уровень состояния 5о. Не следует удивляться, если иногда окажется, что реакция идет через состояние 82 или Тг. Одна из наиболее важных и увлекательных задач теоретической органической фотохимии — это поиски методов решения вопроса о том, через какие возбужденные состояния идут фотохимические реакции. [c.166]

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА — наука, пограничная между химией и новыми разделами физики, возникшими в первые тридцать лет 20 в. (квантовая мехс1-иика, электронная теория атомов и молекул). Задачей X. ф. является применение теоретических и экспериментальных методов этой новой физики к химич. проблемам, а именно к вопросам строения и превращения веществ. Основными ра еделами X. ф., установившимися еще в 20—30-х гг., являются 1) Строение электронной оболочки атома (в связи с периодич. законом Д. И. Менделеева). 2) Квантово-мьханич. природа валентности, химич. С1гл и сил межмолекуляр-ного сцепления. 3) Строение молекул, их геометрия, электрические, магнитные и оптич. свойства. 4) Строение и свойства кристаллов, жидкостей, растворов, адсорбционных слоев, сольватация ионов. 5) Динамика молекул, молекулярные сиектры, молекуля )-ные константы, возбуждение атомов и молекул, обмен энергий ири соударении частиц (атомов, ионов, молекул). 6) Современная химич. кинетика — природа элементарных химич. актов, происходящих под действием тепла, квантов света, электронного удара свойства свободных радикалов, возбужденных молекул и других лабильных частиц природа химич. активации и квантово-механич. теория реакционной способности разлпчных соединений в связи с пх строением фотохимия, реакции в разрядах, теория горения и взрывов. [c.318]

С 1913 по 1925 г. квантовая механика одолела атом. С 1922 по 1935 г. все существенные тайны строения молекул открыты. Вот уже 10 лет, как быстрыми шагами двинулись химия и фотохимия на основах волновох механики. Можно думать, что через 10—20 лет задача освоения солнечной энергии встанет конкретно и тогда уже неотразимо, и, должно быть, вторая половина 20-го века так же будет эрой фотохимии, как вторая половина 19-го была эрой электричества. Но эта новая эра по размаху своему во много раз превзойдет старую. Здесь вопрос будет идти не о новой только форме энергии, но о том, что она станет даровой, как воздух, которым мы дышим [2]. [c.375]

В настоящей книге впервые в мировой научной литературе сделана попытка объединить под общим названием Химия высоких энергий (ХВЭ) плазмохимию, радиационную химию и фотохимию — исторически разрозненные дисциплины, но имеющие общие корни и одни задачи. Постараемся определить понятие химия высоких энергий , которое, вероятно, не всем ясно. Что значит высоких (больших) энергий В науке слово большой имеет смысл только при сравнении с чем-то, относительно чего-то, при выборе некоего масштаба, системы отсчета. Здесь под высокой подразумевается энергия, введенная в систему и большая ( надтепло-вая >/гГ), чем нужно для последующих самых энергоемких молекулярных процессов и реакций. Подводится эта энергия не в виде тепла, а посредством электронного, ионного, атомного, молекулярного, фотонного ударов, наложением электрического и магнитного полей и т. п. При этом в системе возникает термодинамическая неравновесная концентрация высокоактивных частиц — электронов, ионов, возбужденных молекул, радикалов, фрагментов молекул, что приводит к существенно иному, чем в обычной тепловой химии, протеканию процессов. Эта энергия порождает в реагирующей системе специфические условия, вызывающие в свою очередь появление новых по сравнению с традиционными (тепловыми) типов процессов. Их изучение и есть дело химии высоких энергий. Более строгое и точное определение мы пока дать затрудняемся, найти его — дело последующих исследователей. Тогда, по-видимому, четко определится и архитектоника книги о химии высоких энергий. [c.8]

В дальнейших своих работах он уже сам ставил задачи, выбирая обычно вопросы, в которых он не только говорил новое слово, но и начинал новые области исследования. Такими явились его исследования по фотохимии, где он работал над установлением основного закона фотохимического действия, изучая кинетику как фотохимических, так и сопровождающих темповых реакций. Эти исследования были положены в основу диссертации П. П. Лазарева на степень доктора физики (1912) в этой области плодотворно продолнгали работать многочисленные ученики П. П. Лазарева. [c.548]

Примером такого подхода является изучение механизмов органических реакций, проиллюстрированное в этой книге рядом сп( циально подобранных реакций. При этом не ставилась задача осветить механизм каждой важной реакции, в связи с чем многие значительные области химии, такие как фотохимия и гетерогенные реакции, оказались нерассмотренными. Методы исследования в данной области органической химии представлены в настоящей монографии с указанием их возможностей и ограничений, В текст книги включен ряд задач, иллюстрирующих рассмат риваемый материал, и автор надеется, что это гТомо-жет читателям использовать приведенные в кнлге методы для изучения других реакций, с которыми они встретятся в своей работе. Можно надеяться, что зйа комство с книгой приведет читателя чьи научные интересы лежат в других областях химии, к мысли использовать рассмотренные методы для изучения неорганических, полимерных, гетерогенных и биохи.-мических систем и сравнить их со специфическими приемами, применяемыми в этих областях. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология