Fotokimyo

Vikipediya, ochiq ensiklopediya
Jump to navigation Jump to search

Fotokimyo — kimyoning yorugʻlik taʼsirida sodir boʻladigan reaksiyalarni oʻrganuvchi boʻlimi. F. optika va optik nurlanish bilan chambarchas bogʻliq. F.ning ilk krnunlari 19-asrda paydo boʻldi (Grotgus qonuni, Bunzen qonuni). F. 20-asrning 1-choragida Eynshteyn qonuni eʼlon qilingandan keyingina mustaqil fan sifatida tashkil topdi. Modda molekulasi yorutlik kvantini yutganida asosiy holatdan uygʻongan holatga oʻtadi va kimyoviy reaksiyaga kirishadi. Bu dastlabki reaksiya (fotokimyoviy reaksiya) mahsuloti koʻpincha oxirgi mahsulotlarning hosil boʻlishiga olib keluvchi turlicha ikkilamchi reaksiyalarda qatnashadi. Shu nuqtai nazardan F.ni yorugʻlik kvantlarini yutganda hosil boʻladigan uygʻongan molekulalar kimyosi deb taʼriflash mumkin. Uygʻongan molekulalarning talaygina yoki bir qismi koʻpincha fotokimyoviy reaksiyaga kirishmay, turlicha dezaktivatsion fotofizikaviy jarayonlar natijasida asosiy holatiga qaytadi. Ushbu jarayonlar koʻpchilik hollarda kvant yorugʻlik chiqarish (fluoressensiya yoki fosforessensiya) bilan sodir boʻladi.

Molekulalarning dissotsilanib atom va radikallar hosil qilishi gaz fazasidagi fotokimyoviy reaksiyaga yaqqol misol boʻla oladi. Mas, kislorodga qisqa toʻlqinli ultrabinafsha nurlar taʼsir etganida hosil boʻlgan uygʻongan O2 molekulalari erkin atomlarga dissotsilanadi: O* ch>O+O.

Bu atomlar O2 bilan ikkilamchi reaksiyaga kirishib ozon hosil qiladi: O+O2YU3. Bunday jarayonlar atmosferaning yuqori qatlamida quyosh nuri taʼsirida sodir boʻladi (qarang Atmosfera ozoni).

Fotokimyoviy reaksiyalar mexanizmini oʻrganish juda murakkab masala. Yorugʻlik kvantining yutilishi va qoʻzgʻalgan molekulaning paydo boʻlishi boryoʻgʻi 10~15 sek. ichida oʻtadi.

Karrali bogʻli va aromatik halqali organik molekulalarda 2 tipdagi, yaʼni singlet va triplet holati mavjuddir. Molekula yorugʻlik kvanti yutganidagina bevosita singlet uygʻongan holatga oʻtadi. Molekula fotofizikaviy jarayon natijasida singlet holatdan triplet holatga oʻtadi. Molekulaning singlet uygʻongan holatda mavjud boʻlish davri 10 8 sek; triplet holatda mavjud boʻlish davri esa 10"5 —10~4 sek.dan (suyuq muhit uchun) 20 sek.gacha (qattiq muhit, mas, qattiq polimerlar uchun). Shu bois koʻpchilik organik molekulalar triplet holatdagina kimyoviy reaksiyalarga kirishadi. Bu holatda molekulalarning konsentratsiyasi shunchalik katta boʻladiki, ular nurlarni yutib yuqori uygʻongan holatga oʻtadi va ikki kvantli reaksiya deb ataluvchi reaksiyaga kirishadi. Uygʻongan A* molekula koʻpincha uygʻonmagan A molekula bilan yoki boshqa V molekula bilan kompleks xreil qiladi. Faqat uygʻongan holatda boʻlgan bunday komplekslar eksimerlar (AA)* yoki eksiplekslar (AV)* deyiladi. Eksiplekslar birlamchi kimyoviy reaksiyalar asosi hisoblanadi. Fotokimyoviy reaksiyalarning birlamchi mahsulotlari — radikallar, ionlar, ionradikallar va elektronlar tezlik bn, odatda, 10"3 sek. gacha boʻlgan vaqt ichida qorongʻi reaksiyaga kirishadi.

Fotokimyoviy reaksiyalar mexanizmini tekshirishning eng samarali usullaridan biri impuls fotolizdir. Bu usulning mohiyati reaksiya aralashmasiga qisqa muddatli, lekin kuchli yorugʻlik nuri taʼsir ettirib yuqori konsentratsiyali uygʻongan molekulalar hosil qilishdan iborat. Bunda hosil boʻlgan qisqa muddat mavjud boʻluvchi zarralar (aniqrogʻi — uygʻongan holatdagi molekulalar, yuqorida aytib oʻtilganidek, fotokimyoviy reaksiyaning birlamchi mahsulotlari) "zondlovchi" nurni yutishga qarab aniqlanadi. Zarralarning nur yutishi va ularning vaqt boʻyicha oʻzgarishi fotokoʻpaytirgich va ossillograf yordamida qayd qilinadi.

F.dan amalda keng foydalaniladi. Fotokimyoviy reaksiyaga asoslangan kimyoviy sintez usullari ishlab chiqilgan. Informatsiyalarni yozishda fotoxrom birikmalardan foydalaniladi. Fotokimyoviy jarayonlardan mikroelektronikada relyef tasvirlar, poligrafiyada, bosma formalar hosil qilishda foydalaniladi. Fotokimyoviy xlorlashda (asosan, toʻyingan uglevodorodlarni) ham F. muhim amaliy ahamiyatga ega. F. fotofafiyada keng qoʻllanadi.