Fotokimyo
— kimyoning yorugʻlik taʼsirida sodir boʻladigan reaksiyalarni oʻrganuvchi boʻlimi. F.
optika va optik nurlanish bilan chambarchas bogʻliq. F.ning ilk krnunlari 19-asrda paydo boʻldi
(Grotgus qonuni, Bunzen qonuni). F. 20-asrning 1-choragida Eynshteyn qonuni eʼlon qilingandan
keyingina mustaqil fan sifatida tashkil topdi. Modda molekulasi yorutlik kvantini yutganida asosiy
holatdan uygʻongan holatga oʻtadi va kimyoviy reaksiyaga kirishadi. Bu dastlabki reaksiya
(fotokimyoviy reaksiya) mahsuloti koʻpincha oxirgi mahsulotlarning hosil boʻlishiga olib keluvchi
turlicha ikkilamchi reaksiyalarda qatnashadi. Shu nuqtai nazardan F.ni yorugʻlik kvantlarini yutganda
hosil boʻladigan uygʻongan molekulalar kimyosi deb taʼriflash mumkin. Uygʻongan molekulalarning
talaygina yoki bir qismi koʻpincha fotokimyoviy reaksiyaga kirishmay, turlicha dezaktivatsion
fotofizikaviy jarayonlar natijasida asosiy holatiga qaytadi. Ushbu jarayonlar koʻpchilik hollarda kvant
yorugʻlik chiqarish (fluoressensiya yoki fosforessensiya) bilan sodir boʻladi.
Molekulalarning dissotsilanib atom va radikallar hosil qilishi gaz fazasidagi fotokimyoviy reaksiyaga
yaqqol misol boʻla oladi. Mas, kislorodga qisqa toʻlqinli ultrabinafsha nurlar taʼsir etganida hosil
boʻlgan uygʻongan O2 molekulalari erkin atomlarga dissotsilanadi: O* ch>O+O.
Bu atomlar O2 bilan ikkilamchi reaksiyaga kirishib ozon hosil qiladi: O+O2YU3. Bunday jarayonlar
atmosferaning yuqori qatlamida quyosh nuri taʼsirida sodir boʻladi (qarang
Atmosfera ozoni
).
Fotokimyoviy reaksiyalar mexanizmini oʻrganish juda murakkab masala. Yorugʻlik kvantining yutilishi
va qoʻzgʻalgan molekulaning paydo boʻlishi boryoʻgʻi 10~15 sek. ichida oʻtadi.
Karrali bogʻli va aromatik halqali organik molekulalarda 2 tipdagi, yaʼni singlet va triplet holati
mavjuddir. Molekula yorugʻlik kvanti yutganidagina bevosita singlet uygʻongan holatga oʻtadi.
Molekula fotofizikaviy jarayon natijasida singlet holatdan triplet holatga oʻtadi. Molekulaning singlet
uygʻongan holatda mavjud boʻlish davri 10 8 sek; triplet holatda mavjud boʻlish davri esa 10"5 —
10~4 sek.dan (suyuq muhit uchun) 20 sek.gacha (qattiq muhit, mas, qattiq polimerlar uchun). Shu
bois koʻpchilik organik molekulalar triplet holatdagina kimyoviy reaksiyalarga kirishadi. Bu holatda
molekulalarning konsentratsiyasi shunchalik katta boʻladiki, ular nurlarni yutib yuqori uygʻongan
holatga oʻtadi va ikki kvantli reaksiya deb ataluvchi reaksiyaga kirishadi. Uygʻongan A* molekula
koʻpincha uygʻonmagan A molekula bilan yoki boshqa V molekula bilan kompleks xreil qiladi. Faqat
uygʻongan holatda boʻlgan bunday komplekslar eksimerlar (AA)* yoki eksiplekslar (AV)* deyiladi.
Eksiplekslar birlamchi kimyoviy reaksiyalar asosi hisoblanadi. Fotokimyoviy reaksiyalarning birlamchi
mahsulotlari — radikallar, ionlar, ionradikallar va elektronlar tezlik bn, odatda, 10"3 sek. gacha
boʻlgan vaqt ichida qorongʻi reaksiyaga kirishadi.
Fotokimyoviy reaksiyalar mexanizmini tekshirishning eng samarali usullaridan biri impuls fotolizdir.
Bu usulning mohiyati reaksiya aralashmasiga qisqa muddatli, lekin kuchli yorugʻlik nuri taʼsir ettirib
yuqori konsentratsiyali uygʻongan molekulalar hosil qilishdan iborat. Bunda hosil boʻlgan qisqa
muddat mavjud boʻluvchi zarralar (aniqrogʻi — uygʻongan holatdagi molekulalar, yuqorida aytib
oʻtilganidek, fotokimyoviy reaksiyaning birlamchi mahsulotlari) "zondlovchi" nurni yutishga qarab
aniqlanadi. Zarralarning nur yutishi va ularning vaqt boʻyicha oʻzgarishi fotokoʻpaytirgich va
ossillograf yordamida qayd qilinadi.
F.dan amalda keng foydalaniladi. Fotokimyoviy reaksiyaga asoslangan kimyoviy sintez usullari
ishlab chiqilgan. Informatsiyalarni yozishda fotoxrom birikmalardan foydalaniladi. Fotokimyoviy
jarayonlardan mikroelektronikada relyef tasvirlar, poligrafiyada, bosma formalar hosil qilishda
foydalaniladi. Fotokimyoviy xlorlashda (asosan, toʻyingan uglevodorodlarni) ham F. muhim amaliy
ahamiyatga ega. F. fotofafiyada keng qoʻllanadi.