ФотохимиялыҢ реакциялар

Термиялық процестер нәтижесінде активтенетін реакциялар дағы әрекеттесетін молекулалар кақтығысу кезінде пайда болатын энергияны өзара қайта бөліп алады. Мұндайда активті молекулалар қалғандармен термиялық тепе-теңдікте болады. Басқа реакциялар сәуле әсерінен немесе тез қозғалатын бөлшектер көмегімен активтенеді. Мұндай реакциялар фотохимия, плазмохиніп үлгереді, >1 болғанда, екінші процесс тізбекті механизммен жүреді. Мұндайда сәуле квантымен реакцияға түсетін қоспадағы барлық зат не оның біреуі ғана әрекеттесуі мүмкін. Бұл жағдайда реакцияның активтендіру энергиясы сәуле энергиясынан артық болуы қажет.

Бір мольге дарыған сәуле энергиясы:

мұндағы N_A–Авогадро саны; hv – сәуле кванты (фотоны); – толқын ұзындығы; – толқын жиілігі; һ– Планк тұрақтысы; С – сәуле жылдамдығы. Толқын ұзындығы қысқарған сайын, энергия шамасы артады. Ал көрінетін спектр облысына 750– 400 нм аралығындағы толқындар жатады.

Тұрақты өлшемдердің мәнін пайдаланып (N_A =6,623·10²³; һ=6,625·10^-34 кДж·с; С=2,998·10⁸ м/с; 1 Дж = 0,2390 кал.) реакцияға түсетін 1 моль заттың әр түрлі ұзындықтағы толқынды жұтқандағы сәуле энергиясының мөлшерін есептеуге болады (8-таблица). Осы таблицада келтірілген спектрдегі өте активтісІ күлгін сәуле екені көрінеді. Көбінесе сәулені өзіне сіңірген мо-лекулалар фотохимиялық реакцияға тікелей қатыспайды және ол өзіндегі сәуле энергиясын тек басқа молекулаға жеткізіп, қосал-қы ғана араласады. Мұндай құбылысты фотосенсибилизаторлық дейді. Мысалы, сынап буын 253,67 нм ұзындықтағы ультракүлгін толқынмен сәулелегенде, ол жарық шығарады. Бұл толқын ұзын-дығына 112 ккаль/моль энергиясы сәйкес.

Өсімдікте жүретін фотосинтез процесін былай көрсетуге бо-лады.

	hv

хлорофилл

Көмірсулар мен оттектің пайда болуы үшін 112 ккал/моль энергия қажет. Демек, активтендіру энергиясы бұдан төмен болмауы қажет. Бірақ та бұл энергияға 112 коль/мольге сәйкес = 230 нм сәуле Жер бетіне жететін күн сәулесінде жок.

Шынтуайтына келгенде фотосинтез механизмі аса күрделі. Бұл процесс өзіне қызыл, жасыл, көк түсті, қысқа толқынды сәулелер-ді сіңіретін хлорофилл көмегімен жүзеге асады. Осылайша хлоро-филл арқылы активтенген су мен көміртек (IV) оксиді өсімдікке бірден-бір қажет көмірсуды және оттекті синтездейді. Хлорофилл

2 - т a б л и ц a

Сәуле түсі	НМ	Е, ккал/моль	Сәуле түсі	НМ	Е, ккал/моль
Қызыл Қызғылт сары Сары	750–650 656–590 590–575	37,8–43,6 43,0–48,0 48,0–49,3	Көк Жасыл Күлгін	575–490 490–455 455–395	49,3–57,8 57,8–62,3 62,3–71,8

сәуле энергиясын химиялық энергияға түрлендіреді, яғңи ол фотосенсибилизаторлық қызмет атқарады.

Келесі бір аса маңызды биологиялық фотосинтез – Д витаминінің пайда болу реакциясы. Ол витамин кальций қосылысын реттеп, сүйек өсуін тездетеді. Ультракүлгін сәулесінің әсерінен ( <310нм) холестеролдан және эргостеролдан Д витамині алынады.

Бақылау сұрақтары

1. Арриенус теңдігі

2. Фотохимиялық реакциялар

3. Жылдамдық константасына сипаттама

Лекция