FOTOKIMYO

FOTOKIMYO — kimyoning yorug’lik ta’sirida sodir bo’ladigan reaktsiyalarni o’rganuvchi bo’limi. Fotokimyo optika va optik nurlanish bilan chambarchas bog’liq. Fotokimyoning ilk qonunlari 19-asrda paydo bo’ldi (Grotgus qonuni, Bunzen qonuni). Fotokimyo 20-asrning 1-choragida Eynshteyn qonuni e’lon qilingandan keyingina mustaqil fan sifatida tashkil topdi. Modda molekulasi yorug’lik kvantini yutganida asosiy holatdan uyg’ongan holatga o’tadi va kimyoviy reaktsiyaga kirishadi. Bu dastlabki reaktsiya (fotokimyoviy reaktsiya) mahsuloti ko’pincha oxirgi mahsulotlarning hosil bo’lishiga olib keluvchi turlicha ikkilamchi reaktsiyalarda qatnashadi. Shu nuqtai nazardan Fotokimyoni yorug’lik kvantlarini yutganda hosil bo’ladigan uyg’ongan molekulalar kimyosi deb ta’riflash mumkin. Uyg’ongan molekulalarning talaygina yoki bir qismi ko’pincha fotokimyoviy reaktsiyaga kirishmay, turlicha dezaktivasion fotofizikaviy jarayonlar natijasida asosiy holatiga qaytadi. Ushbu jarayonlar ko’pchilik hollarda kvant yorug’lik chiqarish (fluoressentsiya yoki fosforessentsiya) bilan sodir bo’ladi. Molekulalarning dissosilanib atom va radikallar hosil qilishi gaz fazasidagi fotokimyoviy reaktsiyaga yaqqol misol bo’la oladi. Masalan, kislorodga qisqa to’lqinli ultrabinafsha nurlar ta’sir etganida hosil bo’lgan uyg’ongan O2 molekulalari erkin atomlarga dissosilanadi: o* ch>o+o. Bu atomlar O2 bilan ikkilamchi reaktsiyaga kirishib ozon hosil qiladi: O+O2YU3. Bunday jarayonlar atmosferaning yuqori qatlamida quyosh nuri ta’sirida sodir bo’ladi. Fotokimyoviy reaktsiyalar mexanizmini o’rganish juda murakkab masala. Yorug’lik kvantining yutilishi va qo’zg’algan molekulaning paydo bo’lishi boryo’g’i 10~15 sekund ichida o’tadi. Karrali bog’li va aromatik halqali organik molekulalarda 2 tipdagi, ya’ni singlet va triplet holati mavjuddir. Molekula yorug’lik kvanti yutganidagina bevosita singlet uyg’ongan holatga o’tadi. Molekula fotofizikaviy jarayon natijasida singlet holatdan triplet holatga o’tadi. Molekulaning singlet uyg’ongan holatda mavjud bo’lish davri 10 8 sekund; triplet holatda mavjud bo’lish davri esa 10″5 -10~4 sekunddan (suyuq muhit uchun) 20 sekundgacha (qattiq muhit, masalan, qattiq polimerlar uchun). Shu bois ko’pchilik organik molekulalar triplet holatdagina kimyoviy reaktsiyalarga kirishadi. Bu holatda molekulalarning kontsentrasiyasi shunchalik katta bo’ladiki, ular nurlarni yutib yuqori uyg’ongan holatga o’tadi va ikki kvantli reaktsiya deb ataluvchi reaktsiyaga kirishadi. Uyg’ongan A* molekula ko’pincha uyg’onmagan A molekula bilan yoki boshqa V molekula bilan kompleks hosil qiladi. Faqat uyg’ongan holatda bo’lgan bunday komplekslar eksimerlar (AA)* yoki eksiplekslar (AV)* deyiladi. Eksiplekslar birlamchi kimyoviy reaktsiyalar asosi hisoblanadi. Fotokimyoviy reaktsiyalarning birlamchi mahsulotlari — radikallar, ionlar, ionradikallar va elektronlar tezlik bn, odatda, 10″3 sekundgacha bo’lgan vaqt ichida qorong’i reaktsiyaga kirishadi. Fotokimyoviy reaktsiyalar mexanizmini tekshirishning eng samarali usullaridan biri impuls fotolizdir. Bu usulning mohiyati reaktsiya aralashmasiga qisqa muddatli, lekin kuchli yorug’lik nuri ta’sir ettirib yuqori kontsentrasiyali uyg’ongan molekulalar hosil qilishdan iborat. Bunda hosil bo’lgan qisqa muddat mavjud bo’luvchi zarralar (aniqrog’i — uyg’ongan holatdagi molekulalar, yuqorida aytib o’tilganidek, fotokimyoviy reaktsiyaning birlamchi mahsulotlari) “zondlovchi” nurni yutishga qarab aniqlanadi. Zarralarning nur yutishi va ularning vaqt bo’yicha o’zgarishi fotoko’paytirgich va ossillograf yordamida qayd qilinadi. Fotokimyodan amalda keng foydalaniladi. Fotokimyoviy reaktsiyaga asoslangan kimyoviy sintez usullari ishlab chiqilgan. Informatsiyalarni yozishda fotoxrom birikmalardan foydalaniladi. Fotokimyoviy jarayonlardan mikroelektronikada relef tasvirlar, poligrafiyada, bosma formalar hosil qilishda foydalaniladi. Fotokimyoviy xlorlashda (asosan, to’yingan uglevodorodlarni) ham Fotokimyo muhim amaliy ahamiyatga ega. Fotokimyo fotofafiyada keng qo’llanadi.