Fotokemiallisesti

Fotokemiallisesti tarkoittaa kemiallista reaktiota tai reaktioita, jotka käynnistyvät tai etenevät valon vaikutuksesta. Fotokemialliset reaktiot perustuvat siihen, että molekyyli absorboi fotoneja ja siirtyy korkeampiin energiatasoihin, jolloin reaktiot voivat edetä erilaisin mekanismein. Yleisimmin käytetty spektri on ultravioleisen ja näkyvän valon alueilla; infrapunavalo voi osallistua joihinkin tapauksiin.

Kun molekyyli absorboi valoa, sen elektronipaasit voivat siirtyä korkeammalle energiatasolle (eksitoitu tila). Tämän tilan seurauksena reaktiot voivat edetä useita reittejä: energian tai elektronin siirto toiseen molekyyliin, radikaalien muodostuminen sekä molekyylin sisäinen isomeriaatio tai katkeaminen. Fotokemiallisissa reaktioissa usein syntyy vapaita radikaaleja, ja ne voivat aloittaa nopeita reaktioita. Myös suora energiansiirto toiseen molekyyliin on tavallista.

Fotokemiallisia prosesseja hyödynnetään laajasti sekä teollisuudessa että tutkimuksessa. Esimerkkejä ovat UV- tai näkyvän valon avulla tapahtuva polymerisaatio ja kovitus, fotokatalyttiset puhdistus- ja hajoitusprosessit sekä monimutkaisten yhdisteiden synteesiin liittyvät reitit. Biologisesti esimerkkinä on fotosynteesi, jossa valo muuttaa energiaksi ja mahdollistaa elektroninsiirtoja.

Reaktiot ovat herkkiä valonlähteille: aallonpituus, intensiteetti ja molekyylien absorptio määräävät, kuinka nopeasti reaktio etenee. Quantum yield kuvaa reaktion tehokkuutta valon vaikutuksesta. Fotokemiallisia prosesseja suunniteltaessa korostetaan valonhallintaa, turvallisuutta ja kontrolloitavuutta sekä ympäristötekijöiden huomioon ottamista.