La fotoquímica, una subdisciplina del de la química, es el estudio de las interacciones entre los átomos, las pequeñas moléculas, y luz (o la radiación electromágnetica ).
Como la mayoría de las disciplinas científicas, la fotoquímica utiliza el sistema del SI o de medida métrica. Las unidades y los constantes importantes que aparecen incluyen regularmente el metro (y variantes tales como centímetro, milímetro, micrómetro, nanómetro, etc.), segundos, hertzios, julios, los topos, el R del constante de gas, y el Boltzmann constante. Estas unidades y constantes son también integral al campo de la química física .
La primera ley de la fotoquímica, conocida como la ley del Grotthuss-Pañero (para el Theodor Grotthuss de los químicos y el pañero de Juan W.), indica que la luz se debe absorber por una sustancia química para que una reacción fotoquímica para ocurrir.
La segunda ley de la fotoquímica, la ley de Rígido-Einstein, indica que para cada fotón de la luz absorbente por un sistema químico, sólo una molécula se activa para una reacción fotoquímica. Esto también se conoce como la ley de Photoequivalence y fue derivada por el Albert Einstein cuando la teoría del quántum (fotón) de la luz era desarrollada.
La fotoquímica se puede también introducir a los laicos como reacción que proceda con la absorción de la luz. Una reacción (no apenas una reacción fotoquímica) ocurre normalmente cuando una molécula gana la energía de activación necesaria para experimentar el cambio. Un ejemplo simple puede ser la combustión de la gasolina (un hidrocarburo ) en el dióxido y el agua de carbono. Esto es una reacción química donde uno o más especies químicas de las moléculas se convierten en otras. Para que esta reacción ocurra energía de activación debe ser suministrado. La energía de activación se proporciona bajo la forma de calor o chispa. En caso de reacciones fotoquímicas la luz proporciona la energía de activación .
La absorción de un fotón de la luz por una molécula el reactivo puede también permitir que una reacción ocurra no apenas trayendo la molécula a la energía de activación necesaria, pero también cambiando la simetría de la configuración electrónica de la molécula, permitiendo una trayectoria de otra manera inaccesible de la reacción, según lo descrito por las reglas de selección de Woodward-Hoffmann . Una reacción del cycloaddition 2+2 es un ejemplo de una reacción de Pericyclic que se pueda analizar usar estas reglas o por la teoría relacionada del orbitario molecular de la frontera.
Conceptos principales
Los pilares de la fotoquímica son la espectroscopia UV/VIS, las reacciones fotoquímicas en química orgánica y la fotosíntesis en bioquímica.
Regiones del espectro electromágnetico
El espectro electromágnetico es amplio, sin embargo, un photochemist se encontrará el trabajar con varias regiones dominantes. Algunas de las secciones más ampliamente utilizadas del espectro electromágnetico incluyen:Luz visible : 400-700 longitudes de onda del nanómetro
ultravioleta: 100-400 longitudes de onda del nanómetro
Cerca infrarrojo: 700-1000 longitudes de onda del nanómetro
Infrarrojo lejano: 15-1000 longitudes de onda del µm
Usos
Hay procesos importantes basados en los principios de la fotoquímica. Un caso es la fotosíntesis, que algunas plantas utilizan la luz para crear la glucosa en sus cloroplastos para contribuir al metabolismo de la célula. La glucosa es utilizada por las mitocondrias de la planta para producir el trifosfato de adenosina . Las botellas de la medicina se hacen con el vidrio obscurecido para evitar que la medicina sí mismo reaccione químicamente con la luz. En las luciérnagas, una enzima en el abdomen trabaja para producir la bioluminiscencia . Los mercaptanos o los tioles producidos por el Chevron Phillips Chemical Company son producidos por la adición fotoquímica del sulfuro de hidrógeno (H2S) a las olefinas de la alfa. Entre sus muchas aplicaciones como reactivo químico estos mercaptanos se utilizan para proporcionar un olor distintivo (un odorante) al gas natural de otra manera inodoro.
Ver también
Célula de PhotoelectrochemicalPuertas de lógica fotoquímicas
Ciencias fotoquímicas y fotobiológicas
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