Дәріс Тақырып: Химиялық кинетикадағы дифференциалды теңдеулер
жүктеу/скачать 183.71 Kb.
|
| Фотохимиялық реакциялар. Өзара әрекеттесуге қатысатын молекуланың активтенуі үшін қажетті энергияны беру жылу түрінде (соның ішінде, қараңғы темновые реакциялар) немесе электромагниттік сәулелену кванттары түрінде іске асуы мүмкін. Спектрдің көрінетін облысындағы электромагниттік сәулелену кванттарымен олардың өзара әрекеттесуінің нәтижесі болып табылатын бөлшектердің активтенуінің реакциялары фотохимиялық реакциялар деп аталады. Барлық фотохимиялық процестерде Гротгус заңы орындалады: Заттың химиялық өзгерісін тек осы зат жұтатын сәуле тудыруы мүмкін.
Зат шағылыстырған, сонымен қатар одан өткен сәуле ешқандай химиялық өзгерістер тудырмайды. Кейде фотохимиялық процестер әрекеттесетін заттарда жұтылмайтын сәулелену әсерінен болады; бірақ мұндай жағыдайда реакциялық қоспада сенсибилизаторлар болуы керек.Сенсибилазаторлардың әсер ету механизмі: қозған күйге көшіп олар жарықты сіңіреді, сосын реагенттар молекулаларымен соқтығысу кезінде оларға өзінің артық энергиясын береді. Фотохимиялық реакцияның сенсибилизаторлары болып мысалы, хлорофилл саналады. Жарықтың затпен өзара әрекеті үш мүмкін болатын бағытта жүруі мүмкін: 1. Бөлшектердің қозуы (жоғарыда жатқан орбитальдардағы электрондардың ауысуы): A + hν ––> A* 2. Электрондардың үзілуі есебінен болатын бөлшектердің иондануы: A + hν ––> A+ + e– 3. Бос радикалдар (гомолитикалық) немесе иондар (гетеролитикалық) түзілуімен молекулалардың диссоциациясы: AB + hν ––> A• + B• AB + hν ––> A+ + B– Зат молекуласы сіңірген сәулелі энергия мен фотохимиялық әрекеттескен молекулалар санының арасында Штарк – Эйнштейннің фотохимиялық эквивалентттік заңымен бейнеленетін қатынас бар: Біріншілік фотохимиялық өзгеріске ұшыраған молекулалар саны заттың сіңірген электромагниттік сәулелену кванттарының санына тең. Өйткені фотохимиялық реакцияға, әдетте, екіншілік процестер (мысалы, тізбектік механизм жағыдайында) кіреді, реакцияны сипаттау үшін фотохимиялық реакцияның кванттық шығым түсінігі енгізіледі: Фотохимиялық реакцияның кванттық шығымыγ өзгеріске ұшыраған бөлшектер санының зат сіңірген сәуле квантының қатынасы болып табылады. Реакцияның кванттық шығымы өте кең аралықта түрленеді: 10-3–нен (метилбромидтің фотохимиялық ыдырауы) 106 -ке дейін (сутекің хлормен тізбектік реакциясы); жалпы жағыдайда, белсенді бөлшек ұзақ болатын болса, фотохимиялық реакция көп кванттық шығыммен жүреді. Маңызды фотохимиялық реакция болып хлорифилл қатысында өсімдіктерде өтетін фотосинтез реакциясы саналады. Фотосинтез процесі екі сатыдан тұрады: фотондарды сіңіруге байланысты жарық және жарық жоқ кезде өтетін көп химиялық өзгерістер болатын бәсеңдеу, қараңғы фазасы. Фотосинтездің қосындының процесі судың оттекке дейін тотығуы және көміртегі диоксидінің көміртегіне дейін тотықсыздануынан тұрады: СО2 + Н2О + hν ––> (СН2О) + О2, ΔG° = 477,0 кДж/моль Берілген тотығу-тотықсыздану процестерінің жүруі (электрондардың ауысуына байланысты) хлорофиллдің реакциялық орталығында Сhl D донор және А акцептор электрондардың бар болуынан мүмкін болады; электрондардың тасымалдануы хлорофилл молекуласының фотоқозуы нәтижесінде жүреді: DChlA + hν ––> DChl*A ––> DChl+A– ––> D+ChlA– Берілген процессте пайда болған D+ және A– зарядталған бөлшектері ары қарай фотосинтездің қараңғы стадиялы тотығу-тотықсыздану реакциясына қатынасады. жүктеу/скачать 183.71 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|