Photochimie
La photochimie , une sous-discipline de de la chimie , est l'étude des interactions entre les atomes , les petites molécules , et la lumière (ou le rayonnement électromagnétique ).
Comme la plupart des disciplines scientifiques, la photochimie utilise le système de SI ou de mesure métrique. Les unités et les constantes importantes qui apparaissent incluent régulièrement le mètre (et des variantes telles que le centimètre, le millimètre, le micromètre, le nanomètre, etc.), des secondes, des hertz, des Joules, des taupes, le R de la constante de gaz , et le Boltzmann constant. Ces unités et constantes sont également intégrale au champ de la physico-chimie .
La première loi de la photochimie, connue sous le nom de loi de Grotthuss-Draper de (pour Theodor Grotthuss de chimistes et John W. Draper ), déclare que la lumière doit être absorbée par une substance chimique afin d'une réaction photochimique pour avoir lieu.
La deuxième loi de la photochimie, la loi de Rigide-Einstein de , déclare que pour chaque photon de lumière absorbé par un système chimique, seulement une molécule est activée pour une réaction photochimique. Ceci est également connu comme loi de Photoequivalence de et a été dérivé par le Albert Einstein au moment où la théorie de quantum de (photon) de lumière était développée.
La photochimie peut également être présentée aux laïques comme réaction qui se poursuit par l'absorption de la lumière. Normalement une réaction (pas simplement une réaction photochimique) se produit quand une molécule gagne l'énergie d'activation nécessaire pour subir le changement. Un exemple simple peut être la combustion de l'essence (un hydrocarbure de ) dans l'anhydride carbonique et l'eau. C'est une réaction chimique où une ou plusieurs espèces chimiques de molécules sont converties en d'autres. Pour que cette réaction ait lieu énergie d'activation devrait être fourni. L'énergie d'activation est fournie sous forme de chaleur ou d'étincelle. En cas de réactions photochimiques la lumière fournit l'énergie d'activation .
L'absorption d'un photon de lumière par une molécule de réactif peut également permettre à une réaction de se produire pas simplement en apportant la molécule à l'énergie d'activation nécessaire, mais également en changeant la symétrie de la configuration électronique de la molécule, permettant un chemin autrement inaccessible de réaction, comme décrit par les règles de choix de Woodward-Hoffmann . Une réaction du cycloaddition 2+2 est un exemple d'une réaction de Pericyclic de qui peut être analysée using ces règles ou par la théorie relative de l'orbite moléculaire de frontière.
Concepts principaux
Les piliers de la photochimie sont la spectroscopie du UV/VIS, les réactions photochimiques en chimie organique et la photosynthèse en biochimie.
Régions du spectre électromagnétique
Le spectre électromagnétique est large, cependant, un photochemist se trouvera fonctionner avec plusieurs régions principales. Certaines des sections les plus employées couramment du spectre électromagnétique incluent :Lumière visible : 400-700 longueurs d'onde de nanomètre
ultra-violet : 100-400 longueurs d'onde de nanomètre
Près du infrarouge : 700-1000 longueurs d'onde de nanomètre
Infrarouge lointain : 15-1000 longueurs d'onde de µm
Applications
Il y a des processus importants basés dans les principes de photochimie. Un cas est la photosynthèse , que quelques usines emploient la lumière pour créer le glucose en leurs chloroplastes pour contribuer au métabolisme de cellules. Le glucose est employé par les mitochondries du de l'usine pour produire le triphosphate d'adénosine . Des bouteilles de médecine sont faites avec le verre obscurci pour empêcher la médecine elle-même de réagir chimiquement avec la lumière. Dans les lucioles , une enzyme dans l'abdomen fonctionne pour produire la bioluminescence . Les mercaptans ou les thiols produits par le Chevron Phillips Chemical Company sont produits par l'addition photochimique du sulfure d'hydrogène (H2S) aux oléfines d'alpha. Parmi leurs beaucoup d'utilisations comme réactif chimique ces mercaptans sont employés pour fournir une odeur distinctive (un odorant) au gaz naturel autrement inodore.
Voir également
Cellule de Photoelectrochemical de Portes de logique photochimiques
Les sciences photochimiques et photobiologiques
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