Лаборатория химической кинетики
Спецкурсы

Основы фотохимии

Проф. д.х.н. А.Х.Воробьёв

Вводные замечания

Целью настоящего курса является познакомить слушателей с основными закономерностями реакций, протекающих под действием света, роли таких реакций в природе и технике. создать у слушателей теоретическую картину, позволяющую описывать и предсказывать возможность протекания реакций под действием света, научить слушателей правильно выбирать условия фотохимического эксперимента и определять характеристики фотохимического превращения.

Курс состоит из следующих разделов:

- спектры оптического поглощения для веществ различных классов,
- фотофизические процессы - люминесценция, безызлучательная дезактивация, тушение,
- химическаяя трансформация молекулы в возбужденном состоянии,
- мханизмы фотохимических превращений,
- количественные характеристики фотохимической реакции и их педсказание,
- фотохимические процессы в науке, природе и технике.


1. Взаимодействие света и вещества. Введение. Общие термодинамические, кинетические и технические особенности фотохимических процессов. Взаимодействие света и вещества. Отражение, рассеяние, поглощение света. Коэффициенты Эйнштейна. Закон Бугера-Ламберта-Бера. Законы Гротгуса и Эйнштейна.
2. Спектры поглощения типичных хромофоров. Классификация возбужденных состояний (атомы и малые молекулы, органические соединения, комплексные соединения). Разрешенные и запрещенные переходы. Качественное предсказание спектра оптического поглощения различных классов химических соединений.
3. Фотофизические процессы. Диаграмма Яблонского. Люминесценция. Безызлучательная дезактивация. Спектр флуоресценции, спектр возбуждения, время жизки возбужденного состояия. Флуоресцентные методы в науке и технике. Флуоресцентная микроскопия. Фосфоресценция. Фотосенсоры.
4. Кинетика фотофизических процессов. Кинетика реакций молекул в возбужденном состоянии. Квантовый выход реакции. Механизмы тушения возбужденных состояний. Перенос энергии, перенос электрона, химическое превращение. Сенсибилизация.
5. Фотохимические реакции. Фотохимические методы исследования. Импульсный фотолиз. Химической реакции из различных возбужденных состояний. Элементарный акт фотохимической реакции. Фотохимическая реакция как движение по ППЭ возбужденного состояния, пересечения термов. Фотохимические бимолекулярные реакции.
6. Мономолекулярные фотохимические превращения. Фотодиссоциация, фотоизомеризация.
7. Бимолекулярные фотохимические превращения. Фотопреренос протона, фотоперенос электрона, фотозамещение, обмен лигандов.
8. Фотохимические реакции основных классов химических соединений. Фотохимические процессы в технологии. Механизмы наиболее распространенных фотохимических реакций. Фотохимические актинометры. Фотохимия в медицине.
9. Макрокинетика фотохимических процессов. Фотохимическая волна. Цепные процессы с фотохимическим зарождением. Двухквантовые и двухфотонные фотохимические процессы.
10. Технические особенности фотохимических процессов. Обратимость. Множественность путей превращения. Энергетические характеристики.

Литература

1. Экспериментальные методы химии высоких энергий", под ред М.Я.Мельникова, Изд.МГУ, 2009.
   
2. М.Я.Мельников, В.Л.Иванов "Эспериментальные методы химической кинетики. Фотохимия", Изд.МГУ, 2004, http://www.chem.msu.su/rus/teaching/photochem/welcome.html
   
3. Дж.Бартлоп, Дж.Койл, "Возбужденные состояния в органической химии" М, Мир, 1978.
   
4. Н.Турро, "Молекулярная фотохимия", М, Мир, 1967.
   
5. О.В.Свердлова, "Электронные спектры в органической химии", М,Химия, 1973.
   
6. Э.Штерн, К.Тиммонс, "Электронна абсорбционная спектроскопия в органической химии", М, Мир, 1974.
   
7. Ю. Вязьмин, Д. С. Рябухин, А. В. Васильев "ЭЛЕКТРОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
   ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ: Учебное пособие. СПб.: СПбГЛТА, 2011, 43 с
   
8. http://turroserver.chem.columbia.edu/courses/MMPposting.html
   
9. С.Паркер "Фотолюминесценция растворов" М., Мир, 1972.