光化学第一定律 first laW of photochemistry
仅被物质吸收的光才能引起光化反应的定律,亦称作光化活性原理(principle of photochemical activation)或格络塞斯、德雷珀定律(Grotthuss Draper’s law,1818)。事实表明,光化学第一定律在生物的光化反应上也是成立的,如视觉中暗适应周围视觉的相对光谱亮度曲线与视紫红质的吸收波谱相一致,光合作用波谱与叶绿素之类的吸收波谱甚相对应等说明了这个问题。[2]
爱因斯坦在1905年提出,在初级光化学反应过程中,被活化的分子数(或原子数)等于吸收光的量子数,或者说分子对光的吸收是单光子过程(电子激发态分子寿命很短,吸收第二个分子的几率很小),即光化学反应的初级过程是由分子吸收光子开始的,此定律又称为Einstein光化当量定律。[2]
E=hv= hc/λ
λ——光量子波长
h ——普朗克常数
c——光速
——阿伏加德罗常数
λ=400nm,E=299.1kJ/mol λ=700nm,E=170.9kJ/mol
由于通常化学键的键能大于167.4kJ/mol,所以波长大于700nm的光就不能引起光化学离解。
美国ace glass 光化学反应系统光化学过程可分为初级过程和次级过程。初级过程是分子吸收光子使电子激发,分子由基态提升到激发态,激发态分子的寿命一般较短。光化学主要与低激发态有关,激发态分子可能发生解离或与相邻的分子反应,也可能过渡到一个新的激发态上去,这些都属于初级过程,其后发生的任何过程均称为次级过程。例如氧分子光解生成两个氧原子,是其初级过程;氧原子和氧分子结合为臭氧的反应则是次级过程,这就是高空大气层形成臭氧层的光化学过程。分子处于激发态时,由于电子激发可引起分子中价键结合方式的改变,使得激发态分子的几何构型、酸度、颜色、反应活性或反应机理可能和基态时有很大的差别,因此光化学反应比热化学反应更加丰富多彩。