光化學反應儀原理與反應過程介紹

光化學反應與(yu) 一般熱化學反應相比有許多不同之處，主要表現在：加熱使分子活化時，體(ti) 係中分子能量的分布服從(cong) 玻耳茲(zi) 曼分布；而分子受到光激活時，原則上可以做到選擇性激發，體(ti) 係中分子能量的分布屬於(yu) 非平衡分布。光化學反應的途徑與(yu) 產(chan) 物往往和基態熱化學反應不同，隻要光的波長適當，能為(wei) 物質所吸收，即使在很低的溫度下，光化學反應仍然可以進行。

光化學的初級過程是分子吸收光子使電子激發，分子由基態提升到激發態。分子中的電子狀態、振動與(yu) 轉動狀態都是量子化的，即相鄰狀態間的能量變化是不連續的。因此分子激發時的初始狀態與(yu) 終止狀態不同時，所要求的光子能量也是不同的，而且要求二者的能量值盡可能匹配。

激發態分子的壽命一般較短，而且激發態越高，其壽命越短，以致於(yu) 來不及發生化學反應，所以光化學主要與(yu) 低激發態有關(guan) 。激發時分子所吸收的電磁輻射能有兩(liang) 條主要的耗散途徑：一是和光化學反應的熱效應合並；二是通過光物理過程轉變成其他形式的能量。

光物理過程可分為(wei) 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餘(yu) 的能量以輻射能的形式耗散掉，分子回到基態的過程，如發射熒光或磷光；非輻射弛豫過程是指多餘(yu) 的能量全部以熱的形式耗散掉，分子回到基態的過程。

決(jue) 定一個(ge) 光化學反應的真正途徑往往需要建立若幹個(ge) 對應於(yu) 不同機理的假想模型，找出各模型體(ti) 係與(yu) 濃度、光強及其他有關(guan) 參量間的動力學方程，然後考察何者與(yu) 實驗結果的相符合程度，以決(jue) 定哪一個(ge) 是可能的反應途徑。

由於(yu) 吸收給定波長的光子往往是分子中某個(ge) 基團的性質，所以光化學提供了使分子中某特定位置發生反應的zui佳手段，對於(yu) 那些熱化學反應缺乏選擇性或反應物可能被破壞的體(ti) 係更為(wei) 可貴。光化學反應的另一特點是用光子為(wei) 試劑，一旦被反應物吸收後，不會(hui) 在體(ti) 係中留下其他新的雜質，因而可以看成是“純”的試劑。如果將反應物固定在固體(ti) 格子中，光化學合成可以在預期的構象（或構型）下發生，這往往是熱化學反應難以做到的。

地球與(yu) 行星的大氣現象，如大氣構成、極光、輻射屏蔽和氣候等，均和大氣的化學組成與(yu) 對它的輻照情況有關(guan) 。地球的大氣在地表上主要由氮氣與(yu) 氧氣組成。但高空處大氣的原子與(yu) 分子組成卻很不相同，主要和吸收太陽輻射後的光化學反應有關(guan) 。

大氣汙染過程包含著極其豐(feng) 富而複雜的化學過程，目前用來描述這些過程的綜合模型包含著許多光化學過程。如棕色二氧化氮在日照下激發成的高能態分子，是氧與(yu) 碳氫化物鏈反應的引發劑。又如氟碳化物在高空大氣中的光解與(yu) 臭氧屏蔽層變化的關(guan) 係等，都是以光化學為(wei) 基礎的。