Fotokjemiske

Fotokjemiske beskriver kjemiske reaksjoner som initieres av lys. Faget undersøker hvordan elektromagnetisk stråling kan omforme kjemisk energi i et molekyl eller mellom molekyler gjennom absorpsjon av fotoner og etterfølgende elektronisk eksitasjon. Reaksjonene kan foregå når et molekyl når en eksitert tilstand og deretter gjennomgår kjemiske omstillinger, ofte uten betydelig varmeutvikling.

Når et molekyl absorberer et foton, går det ofte opp i en singlet eksitert tilstand og kan i mange tilfeller via intersystem crossing til triplet. I disse tilstandene kan nye bindinger dannes, eksisterende bindinger brytes, eller isomerisering kan finne sted. Fotokjemiske prosesser kan være direkte fotolyser eller kan skje ved hjelp av fotosensitiser, der et sensitizer absorberer lys og overfører energi til substratet.

Vanlige mekanismer inkluderer fotokjemiske [2+2] cycloaddisjoner, Norrish-type reaksjoner i karbonylforbindelser, cis-trans isomerisering og andre fotokonfigurasjonsreaksjoner. Åpning av reaksjonsveier og effektivitet påvirkes av lysbølgelengde, intensitet og miljø, og ofte brukes bestemmelser som kvanteutbytte og fotokjemisk reaksjonshastighet for å beskrive prosessene. Fotokjemisk aktinometri brukes til å måle antall innkommende fotoner og justere eksperimentelle forhold.

Anvendelser omfatter syntese av organiske forbindelser, initiiering og kontroll av polymerisering, produksjon av fotoresister for halvlederindustrien, fotografering samt miljømessig fotodegradering og solenergi-relaterte prosesser. Fotokjemi står i dag som et viktig verktøy i kjemi og materialvitenskap.