photochemischer

Photochemischer ist ein Begriff aus der Chemie, der Prozesse beschreibt, die durch Licht angeregt oder initiiert werden. Die zugrunde liegende Teildisziplin ist die Photochemie, die sich mit der Wechselwirkung von Photonen mit Molekülen beschäftigt. Typisch wird Licht durch elektronischen Zustandsübergängen angeregt, was zu reaktiven Zwischenprodukten wie angeregten Zuständen, Radikalen oder Elektronenübertragungen führen kann.

Zentrale Konzepte umfassen die Absorption von Photonen, die Erzeugung angeregter Zustände sowie Reaktionswege, die thermisch nicht zugänglich sind oder nur unter Lichtzufuhr verlaufen. Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt vom Wirkungsquerschnitt der Absorption und der Photonendichte ab. Der Begriff der Quantenausbeute (Quantum yield) beschreibt das Verhältnis der tatsächlich reagierenden Moleküle zur Anzahl absorbierter Photonen.

Typische Mechanismen sind Photodissoziation (Aufspaltung chemischer Bindungen durch Licht), Photoisomerisierung, Rückreaktionen und photosensitized reactions, bei denen ein Sensitizer Licht absorbiert und Energie an andere Moleküle weitergibt. In der Atmosphäre spielen photochemische Prozesse eine zentrale Rolle, etwa die Photolyse von NO2 und die Folgeprozesse, die zur Bildung und Zerstörung von Ozon beitragen.

Anwendungsgebiete umfassen Photolithografie, UV-härtende Polymerisation, Photokatalyse (z. B. TiO2-basiert), Solarenergieumwandlung und Umweltchemie. In der Natur treibt Photochemie die Photosynthese an und ermöglicht biologische Prozesse wie die Vitamin-D-Synthese durch Sonneneinwirkung.

Messung und Charakterisierung erfolgen unter anderem durch Actinometrie, wobei die Lichtintensität gemessen wird, sowie durch Bestimmung von Quantenwirkungsgraden, Absorptionsspektren und Reaktionskinetiken.