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光化學(xué)反應(yīng)儀基理分析

2014-1-2  閱讀(1816)

西安德派光化學(xué)反應(yīng)儀,日常實驗,模擬光化學(xué)反應(yīng)的常用儀器。光化學(xué)反應(yīng)儀的原理是,由于分子在一般條件下處于能量較低的穩(wěn)定狀態(tài),稱作基態(tài)。受到光照射后,如果分子能夠吸收電磁輻射,就可以提升到能量較高的狀態(tài),稱作激發(fā)態(tài)。如果分子可以吸收不同波長的電磁輻射,就可以達(dá)到不同的激發(fā)態(tài)。按其能量的高低,從基態(tài)往上依次稱做*激發(fā)態(tài)、第二激發(fā)態(tài)等等;而把高于*激發(fā)態(tài)的所有激發(fā)態(tài)統(tǒng)稱為高激發(fā)態(tài)。

  決定一個光化學(xué)反應(yīng)的真正途徑往往需要建立若干個對應(yīng)于不同機理的假想模型,找出各模型體系與濃度、光強及其他有關(guān)參量間的動力學(xué)方程,然后考察何者與實驗結(jié)果的相符合程度zui高,以決定哪一個是zui可能的反應(yīng)途徑。
  激發(fā)態(tài)分子的壽命一般較短,而且激發(fā)態(tài)越高,其壽命越短,以致于來不及發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以光化學(xué)主要與低激發(fā)態(tài)有關(guān)。激發(fā)時分子所吸收的電磁輻射能有兩條主要的耗散途徑:一是和光化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)合并;二是通過光物理過程轉(zhuǎn)變成其他形式的能量。
  光物理過程可分為輻射弛豫過程和非輻射弛豫過程。輻射弛豫過程是指將全部或部分多余的能量以輻射能的形式耗散掉,分子回到基態(tài)的過程,如發(fā)射熒光或磷光;非輻射弛豫過程是指多余的能量全部以熱的形式耗散掉,分子回到基態(tài)的過程。
  光化學(xué)研究反應(yīng)機理的常用實驗方法,除示蹤原子標(biāo)記法外,在光化學(xué)中zui早采用的猝滅法仍是非常有效的一種方法。這種方法是通過被激發(fā)分子所發(fā)熒光,被其他分子猝滅的動力學(xué)測定來研究光化學(xué)反應(yīng)機理的。它可以用來測定分子處于電子激發(fā)態(tài)時的酸性、分子雙聚化的反應(yīng)速率和能量的長程傳遞速率。
  由于吸收給定波長的光子往往是分子中某個基團的性質(zhì),所以光化學(xué)提供了使分子中某特定位置發(fā)生反應(yīng)的*手段,對于那些熱化學(xué)反應(yīng)缺乏選擇性或反應(yīng)物可能被破壞的體系更為可貴。光化學(xué)反應(yīng)的另一特點是用光子為試劑,一旦被反應(yīng)物吸收后,不會在體系中留下其他新的雜質(zhì),因而可以看成是“zui純"的試劑。如果將反應(yīng)物固定在固體格子中,光化學(xué)合成可以在預(yù)期的構(gòu)象(或構(gòu)型)下發(fā)生,這往往是熱化學(xué)反應(yīng)難以做到的。


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