光化学合成技术PPT课件.pptx

光化学合成技术是一种利用光能驱动化学反应的技术，它涉及电子在分子间的能量转移和化学键的形成与断裂。在光的作用下，分子吸收光子，使得电子从基态跃迁到激发态，随后可能通过不同的途径进行化学转化。这个过程可以分为单线态和三线态两种状态，其中单线态指的是自旋反平行的电子态，而三线态则是自旋平行的电子态。 荧光和磷光是光化学中两个关键的发光现象。荧光是由电子从相同线态的激发态回到基态时释放的光，而磷光则发生在电子从不同线态的激发态回到基态的过程中。这两种现象的区别在于它们的自旋状态和衰变时间，荧光通常比磷光的衰变速度快。 内转变和系间窜越是光化学中无辐射跃迁的重要形式。内转变是指电子在单线态激发态之间或三线态激发态之间的非辐射跃迁，而系间窜越则涉及电子自旋状态的改变，由三线态向单线态的跃迁，同样是无辐射的。 在光的吸收过程中，Beer-Lambert定律描述了溶液中吸光物质对光的吸收程度，通过计算光强的减小来估算物质的浓度。Kubelka-Munk定律则适用于固体样品，考虑了光的散射影响。Stark-Einstein定律指出，在光化学反应中，一个分子吸收一个光子后才会发生化学反应，量子产率φ是衡量光子利用率的指标。 实验中，光化学反应的光源选择包括汞灯光源和可调谐激光器，前者提供宽范围的辐射，后者提供单色光。滤光器用于选择特定波长的光。光化学反应装置有浸没式和多灯式，分别适应不同的实验需求。光量计用于测量光化学反应中吸收的光子数目，包括溶液光量计和电子光量计。 在光化学合成有机金属配合物时，光取代反应和光异构化反应是常见的过程。光取代反应通常发生在热稳定性差的金属离子配合物中，取代基的引入取决于金属离子的性质和反应条件。光异构化反应则包括顺反异构化和配体的异构化，光能显著提高某些反应的速率。光敏金属-金属键断裂反应则可能导致金属配合物的结构变化，例如在双核和多核金属配合物中的羰基配合物反应。 光化学合成技术结合了光物理学和化学原理，为合成新的化合物和控制化学反应提供了独特的方法，广泛应用于药物开发、材料科学和环境修复等领域。