Номер 1, страница 62, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

1. Какие реакции называются фотохимическими?

1. Какие реакции называются фотохимическими?

Фотохимическими реакциями называют химические превращения, которые инициируются, ускоряются или протекают исключительно под действием поглощенного света (видимого, ультрафиолетового или инфракрасного). Энергия фотонов, поглощаемая молекулами, переводит их в возбужденное электронное состояние. Эта дополнительная энергия позволяет молекулам преодолеть энергетический барьер и вступать в реакции, которые были бы невозможны или протекали бы очень медленно в обычных условиях (в темноте и при той же температуре).

Ключевой стадией любой фотохимической реакции является первичный акт поглощения кванта света (фотона, $h\nu$) молекулой вещества ($\text{M}$), в результате чего она переходит в возбужденное состояние ($M^*$):

$M + h\nu \rightarrow M^*$

Далее возбужденная молекула $M^*$ может участвовать в различных вторичных процессах, таких как:

• Диссоциация (фотолиз) — распад на более простые частицы, часто на свободные радикалы.

• Изомеризация — изменение пространственной структуры молекулы.

• Взаимодействие с другими молекулами, приводящее к образованию новых продуктов.

• Фотосенсибилизация — передача энергии возбуждения другой молекуле, которая затем вступает в реакцию.

Фотохимические реакции широко распространены в природе и технике.

Примеры фотохимических реакций:

1. Фотосинтез. Важнейший процесс на планете, в ходе которого растения, водоросли и некоторые бактерии используют энергию солнечного света для синтеза органических веществ из углекислого газа и воды. Суммарное уравнение:

$6CO_2 + 6H_2o \xrightarrow{свет, хлорофилл} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

2. Зрение. Механизм зрения у человека и животных основан на фотохимической реакции изомеризации (изменения формы) молекулы ретиналя, входящей в состав зрительного пигмента родопсина в сетчатке глаза.

3. Образование озонового слоя. В стратосфере под действием жесткого ультрафиолетового излучения Солнца молекулы кислорода ($O_2$) распадаются на атомы, которые затем реагируют с другими молекулами $O_2$, образуя озон ($O_3$). Этот процесс защищает все живое на Земле от губительного УФ-излучения.

$O_2 + h\nu \rightarrow o + O$

$o + O_2 \rightarrow O_3$

4. Фотография. В основе классической пленочной фотографии лежит реакция разложения галогенидов серебра (например, $AgBr$) под действием света, в результате которой образуются микроскопические частицы металлического серебра, формирующие скрытое изображение.

$2AgBr \xrightarrow{свет} 2Ag + Br_2$

5. Синтез витамина D. В коже человека и животных под воздействием солнечного света (УФ-диапазона) из предшественника (7-дегидрохолестерина) синтезируется витамин D, необходимый для усвоения кальция.

Ответ: Фотохимические реакции — это химические реакции, протекающие под действием света. Поглощение квантов света сообщает молекулам энергию, необходимую для запуска или ускорения химических превращений. Примерами являются фотосинтез, зрение, образование озона и процесс фотографирования.