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高等有机化学课件-光化学•光化学基础•有机光化学反应•光化学合成CATALOGUE•光化学反应动力学目录•光化学在环境科学中的应用01光化学基础光化学基本概念01光化学是研究光与物质相互作用及其相关能量转换、信息转换的学科领域02光化学涉及光子的吸收、发射、散射、干涉等光与物质相互作用的现象03光化学反应是指物质在吸收光能后发生的化学反应,包括激发态分子参与的反应光化学反应类型激发态分子参与的反应物质吸收光能后,分子被激发到高能态,随后发生化学反应荧光和磷光的发射物质吸收光能后,分子从激发态回到基态,以光的形式释放能量能量转移和电子转移在光的作用下,不同物质之间发生能量转移或电子转移光化学定律光电效应当光照射到物质表面时,物质吸收光能并释放电子的现象荧光发射定律荧光强度与入射光强度的平方成正比能量守恒定律在封闭系统中,能量不能消失或产生,只能从一种形式转化为另一种形式02有机光化学反应芳香族化合物的光化学芳香族化合物的光化学反芳香族化合物的光化学反应通常涉及电子的激发和应可以通过荧光光谱和紫重排,生成更稳定的激发外-可见光谱进行检测和态产物表征A BC D在光化学反应中,芳香族芳香族化合物的光化学反化合物可以通过环的共轭应在合成有机光电材料和效应和电子效应影响其稳功能分子方面具有重要应定性用烯烃的光化学烯烃在光照条件下可以发生顺式烯烃的光化学反应可以通过光敏烯烃的光化学反应在合成高分子-反式异构化和聚合等反应剂引发,光敏剂可以将吸收的光材料和功能材料方面具有重要应能传递给烯烃分子,使其发生异用构化和聚合等反应羰基化合物的光化学0102羰基化合物的光化学反应通常涉在光化学反应中,羰基化合物的及羰基的还原和氧化等反应稳定性可以通过与共轭体系的相互作用而改变羰基化合物的光化学反应可以通羰基化合物的光化学反应在合成过荧光光谱和紫外-可见光谱进行有机光电材料和功能分子方面具检测和表征有重要应用0304羧酸及其衍生物的光化学羧酸及其衍生物在光照条件下可以发生脱羧和脱氢等反应羧酸及其衍生物的光化学反应可以通过光敏剂引发,光敏剂可以将吸收的光能传递给羧酸分子,使其发生脱羧和脱氢等反应羧酸及其衍生物的光化学反应在合成高分子材料和功能材料方面具有重要应用03光化学合成光化学合成方法直接光化学合成01利用光能直接引发有机反应,通常需要使用高能量的光源,如紫外光间接光化学合成02通过光敏剂或催化剂将光能转化为化学能,引发有机反应这种方法通常需要较低能量的光源,如可见光组合光化学合成03结合直接和间接光化学合成的方法,以提高反应效率和选择性光化学反应机理电子激发和传递在光的作用下,分子吸收光能被激发到高能态,1然后通过电子传递过程将能量传递给反应物分子,引发化学反应能量转移和重排在激发态分子中,能量可以通过振动、内旋转等2方式转移和重排,影响反应的活性和选择性自由基和离子反应在光化学反应中,自由基和离子是常见的活性物3种,它们参与的反应类型和机理各不相同光化学合成的应用有机合成药物研发利用光化学合成方法可以合成多种有光化学合成方法可用于合成药物中间机化合物,如烯烃、芳香烃、醇、醛体或活性成分,提高药物的生产效率等和纯度生物成像和探针光化学传感器利用光敏剂或荧光探针标记生物分子,利用光化学反应原理可以设计多种传可以用于生物成像和检测生物分子的感器,用于检测气体、液体和固体样结构和功能品中的目标物质04光化学反应动力学光化学反应速率光化学反应速率定义01光化学反应速率是指单位时间内反应物浓度减少或产物浓度增加的量速率常数02光化学反应速率与反应物浓度之间的关系可以用速率常数来描述,速率常数是反应速率的量度,单位为升每摩尔每秒(L/mol/s)反应级数03光化学反应速率与反应物浓度的关系可以用反应级数来表示,反应级数是反应物浓度指数,表示反应速率随反应物浓度变化的规律光化学反应机理链式反应机理光化学反应中的链式反应机理是指反应过程中产生自由基或自由电子等活性分子,这些活性分子进一步与反应物分子发生碰撞,引发链式反应能量转移机理能量转移机理是指光化学反应中,激发态分子将能量转移给其他分子,使后者发生化学键断裂或形成,从而实现化学反应电子转移机理电子转移机理是指光化学反应中,电子从激发态分子转移到受体分子,形成新的化学键,从而实现化学反应光化学反应速率的影响因素光照强度光化学反应速率与光照强度呈正相关,光照强度越高,光子数量越多,光子温度能量越高,从而引发更多的光化学反温度对光化学反应速率的影响比较复应杂,一般情况下,温度升高会使光化学反应速率加快,但过高的温度可能导致光化学反应速率降低溶剂溶剂对光化学反应速率的影响较大,反应物浓度不同溶剂对光的吸收和折射率不同,从而影响光子能量和光化学反应速率反应物浓度对光化学反应速率有一定影响,通常情况下,增加反应物浓度可以提高光化学反应速率05光化学在环境科学中的应用光化学在大气环境中的应用010203臭氧层破坏空气污染气候变化光化学反应在大气中产生光化学反应可以产生二次光化学反应产生的温室气臭氧,过量的臭氧会对臭污染物,如臭氧、氮氧化体,如二氧化碳和甲烷,氧层造成破坏,影响地球物等,这些污染物对人体会导致全球气候变暖生态平衡健康和环境都有害光化学在水中处理中的应用水消毒光化学反应可以杀死水中的细菌和病毒,保障饮用水安全有机物降解光化学反应可以将水中的有机物分解成无害的物质,降低水体污染藻类控制光化学反应可以抑制藻类的生长,保持水体的生态平衡光化学在土壤污染治理中的应用土壤修复光化学反应可以分解土壤中的有害物质,降低土壤污染程度农药降解光化学反应可以分解农药,减少农药对环境和农作物的危害重金属固定光化学反应可以将重金属固定在土壤中,防止重金属迁移和污染地下水THANKS感谢观看。