fotochemisch

Fotochemisch verwijst naar de chemie die wordt geïnitieerd of beïnvloed door licht. Het vakgebied bestudeert reacties die plaatsvinden wanneer moleculen licht absorberen, meestal in het ultraviolet, zichtbaar of nabij infrarood, waardoor elektronen naar exciterende toestanden bewegen en nieuwe reactionele paden openen. Fotochemische processen verlopen vaak anders dan thermische reacties omdat ze expliciet afhankelijk zijn van de energie van de fotonen en van de aard van de geïnduceerde elektronische toestanden.

Wanneer een molecuul een foton absorbeert, komt het in een aangeslagen toestand terecht. Vanuit die toestand zijn verschillende routes mogelijk: interne conversie tussen aangeslagen staten; intersystem crossing naar een triplettoestand; fotodissociatie (bindingen breken); foto-isomerisatie; of elektronentransfer of energietransfer naar een tweede molecuul. De efficiëntie van deze routes wordt uitgedrukt in de quantum yield en hangt af van de golflengte en intensiteit van het licht, de omgeving (bijvoorbeeld oplosmiddel en aanwezigheid van zuurstof) en de temperatuur.

Voorbeelden van fotochemische reacties zijn fotodissociatie, fotopolymerisatie (UV-harsen en coatings die uitharden onder licht), fotolithografie in de productie van halfgeleiders en fotokatalyse (bijvoorbeeld met TiO2) die organische verontreinigingen onder licht afbreekt. In de atmosfeer spelen fotochemical processen een cruciale rol bij ozonvorming en luchtverontreiniging. In biologie ondergaat vision-receptoren ook fotochemische veranderingen, zoals de cis-trans-isomerisatie van retinal.

Fotochemie is een onderdeel van de fysieke chemie dat zowel fundamenteel begrip biedt van reacciónmechanismen als praktische toepassingen heeft in materiaalkunde, energieconversie en milieukunde.