光化學(xué)

前言

　　光化學(xué)過(guò)程是地球上最重要的化學(xué)過(guò)程之一，植物的光合作用不僅提供了動(dòng)物賴(lài)以生存的碳水化合物，同時(shí)調(diào)節(jié)著維持生態(tài)環(huán)境所需要的大氣中的氧氣和二氧化碳的濃度。光化學(xué)過(guò)程對(duì)于距離地表25～30 km的臭氧層的形成和保持，被認(rèn)為是地球上生命得以存在和發(fā)展的前提之一。現(xiàn)在的研究表明，視覺(jué)的本質(zhì)也與光化學(xué)過(guò)程有關(guān)。利用光于化學(xué)合成、影像技術(shù)、涂料、醫(yī)療、太陽(yáng)能儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化，以及光化學(xué)精細(xì)加工等等，可以認(rèn)為是人類(lèi)在自然光化學(xué)的啟發(fā)下得到的多方面的成果?！　」饣瘜W(xué)的意義不僅在于自然界和人類(lèi)都在有意識(shí)地或者無(wú)意識(shí)地利用著它，它本身在化學(xué)學(xué)科中的基礎(chǔ)性則更為突出。和人們所熟悉的基態(tài)化學(xué)不同，光化學(xué)的主要研究對(duì)象是處于電子激發(fā)態(tài)的物種。它們的化合、分解、異構(gòu)化、發(fā)光和電子轉(zhuǎn)移及能量轉(zhuǎn)移等過(guò)程，以及有關(guān)體系和規(guī)律的應(yīng)用構(gòu)成了現(xiàn)代光化學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容。也可以把光化學(xué)看成是研究光作用于物質(zhì)（包括原子和分子）所引起的化學(xué)過(guò)程（和／或物理過(guò)程）的一門(mén)科學(xué)。由于在光化學(xué)中，作用物之一為光子，當(dāng)另一方為分子或原子時(shí)，它們之間的作用可以比較精確地用量子化學(xué)的理論方法加以描述，同時(shí)物理光學(xué)理論與技術(shù)的發(fā)展又為光化學(xué)過(guò)程的研究提供了非常有力的手段，這就使得分子光化學(xué)成為化學(xué)學(xué)科中近年來(lái)發(fā)展最迅速的學(xué)科之一。光化學(xué)學(xué)科的發(fā)展又促進(jìn)了光化學(xué)方法和技術(shù)在高新技術(shù)及產(chǎn)業(yè)中的廣泛應(yīng)用。遺憾的是，至今在化學(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中，光化學(xué)仍然沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。

內(nèi)容概要

本書(shū)主要是一本為初學(xué)者入門(mén)之用的教科書(shū)或參考書(shū)，所以以光化學(xué)基本概念和基本理論為主，對(duì)于資料十分豐富的有機(jī)光化學(xué)和無(wú)機(jī)光化學(xué)涉及較少。為了使讀者了解光化學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀，書(shū)中除對(duì)瑪庫(kù)斯(R．A．Marcus)電子轉(zhuǎn)移理論作了簡(jiǎn)要而系統(tǒng)的介紹外，還對(duì)大氣光化學(xué)和光化學(xué)分子電子器件作了初步的介紹。這是國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的光化學(xué)教材中尚未涉及的。為了使讀者便于查閱光化學(xué)的有關(guān)名詞術(shù)語(yǔ)和它們的定義，特從IUPAC光化學(xué)委員會(huì)推薦的光化學(xué)名詞及定義中選列了一部分作為本書(shū)的附錄。    本書(shū)的第1～9章由宋心琦教授和劉劍波博士共同完成。美國(guó)加州理32大學(xué)的翁玉林教授和R．A．Marcus教授曾為此惠贈(zèng)有關(guān)的學(xué)術(shù)論文和專(zhuān)著。第10章由香港理32大學(xué)應(yīng)用生物與化學(xué)工藝學(xué)系的周福添教授完成，參與工作的有王德超博士、莫錦華博士和李柏輝博士。

作者簡(jiǎn)介

宋心琦，江西奉新人。1952年清華大學(xué)化學(xué)系研究生肄業(yè)。先后任清華大學(xué)化學(xué)系教授、博士生導(dǎo)師；北京化學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)；中國(guó)化學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)。曾任國(guó)家教委第一屆理科化學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員?，F(xiàn)任物理化學(xué)學(xué)報(bào)、大學(xué)化學(xué)、中國(guó)大百科全書(shū)等6種學(xué)術(shù)刊物編委。為北京化工大學(xué)、河

書(shū)籍目錄

第一章　引言和基本原理　1.1　熱化學(xué)與光化學(xué)　1.2　分子的電子結(jié)構(gòu)　1.3  電磁輻射　　1.3.1　光的吸收　　1.3.2　多組分體系的比耳一朗伯定律　1.4　電子激發(fā)態(tài)　　1.4.1  自旋多重度　　1.4.2　態(tài)圖解　　1.4.3　量子產(chǎn)率　　1.4.4　次級(jí)反應(yīng)：中間體　　1.4.5　激發(fā)態(tài)壽命　參考文獻(xiàn)第二章　光化學(xué)技術(shù)　2.1  光源　　2.1.1  白熾燈　　2.1.2　電弧燈　　2.1.3　激光器　　2.1.4　同步輻射光源　2.2　經(jīng)典技術(shù)  　2.2.1　光解與光化學(xué)反應(yīng)　　2.2.2　發(fā)射研究　2.3　光化學(xué)中間體的鑒定與測(cè)定  2.4　時(shí)間分辨光化學(xué)  2.5　高分辨光化學(xué)　參考文獻(xiàn)第三章　分子的激發(fā)態(tài)(1)　3.1　影響吸收光譜強(qiáng)度的因素　  3.1.1　光的吸收和發(fā)射　  3.1.2　輻射壽命　  3.1.3　電子躍遷強(qiáng)度　  3.1.4　選擇定則　  3.1.5　振動(dòng)重疊積分(弗朗克一康登原理)　  3.1.6  自旋　  3.1.7　電子躍遷矩和偏振　  3.1.8　軌道重疊　  3.1.9　振子強(qiáng)度和禁阻躍遷　  3.1.10　影響吸收譜線強(qiáng)度的其它因素　3.2　躍遷類(lèi)型及命名  　3.2.1　命名法　  3.2.2　π-π躍遷　  3.2.3　π-π躍遷　  3.2.4　電荷轉(zhuǎn)移躍遷(CT)　  3.2.5  接觸DAC和相應(yīng)的吸收　3.3　激發(fā)態(tài)的性質(zhì)　  3.3.1　激發(fā)態(tài)分子的幾何構(gòu)型　  3.3.2　酸堿性質(zhì)　  3.3.3　偶極矩　3.4　激發(fā)態(tài)的能量　  3.4.1　單線態(tài)一三線態(tài)分裂　  3.4.2　單線態(tài)、三線態(tài)和雙自由基　  3.4.3　溶劑效應(yīng)  3.5　(n，π)態(tài)與(π，π)態(tài)的鑒別　參考文獻(xiàn)第四章　光解離　4.1  光(學(xué))解離……第五章　分子的激發(fā)態(tài)（2）第六章　光致電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)第七章　激發(fā)態(tài)的反應(yīng)性和反應(yīng)第八章　光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究方法第九章　應(yīng)用光化學(xué)第十章　光化學(xué)及光譜學(xué)理論方法附錄　國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）光化學(xué)委員會(huì)近期推薦的化學(xué)名詞及其定義（選）

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