Казахстанско-Российский Медицинский университет
4
поэтому такую молекулу называют возбужденной. В отличие от теплового
воздействия, когда возбуждаются колебательные движения молекулы и
возрастает ее кинетическая энергия, при поглощении фотона энергия
передается электронам. С электронно возбужденной молекулой могут
происходить самые разнообразные процессы.
Некоторые из них не связаны
с химическими превращениями и называются фотофизическими
процессами. Так, возбужденное состояние может за очень короткое время
(порядка 10–9 с) вернуться в основное состояние, отдавая избыточную
энергию в виде кванта света (как правило, с меньшей энергией). Этот
процесс называется флуоресценцией.
Возбужденная светом молекула может также вступать в различные
химические реакции. Свойства электронно
возбужденного состояния
могут сильно отличаться от свойств основного состояния молекулы. Так
как у каждой молекулы существует лишь одно
основное, но несколько
возбужденных состояний, фотохимия данного соединения может быть
существенно богаче его химии в основном состоянии. В результате
появляется возможность осуществлять необычные химические
превращения, не свойственные веществам в основном состоянии.
Первичные стадии фотохимических реакций.
Электронно-возбужденные
молекулы, обладая избытком энергии, охотно
вступают в химическое взаимодействие с другими молекулами
(фотохимические реакции), при этом вероятность вступить в реакцию с
синглетного и триплетного уровней различна по двум причинам. С одной
стороны, энергия молекулы в синглетном состоянии выше. Но, с другой
стороны, в синглетном состоянии молекула живет 10
-8
-10
-19
с, а в
триплетном – 10
-5
-10
-4
с с (при комнатной температуре), то
есть в тысячи
раз дольше. Таким образом, в триплетном состоянии энергии меньше, но
выше вероятность столкнуться с подходящей молекулой и вступить с ней в
реакцию. В итоге в различных ситуациях преобладают реакции с участием
либо синглетного, либо триплетного возбужденного состояния
возбужденных молекул.
Так,
например, ароматические аминокислоты белков тирозин и триптофан
под действием ультрафиолетового облучения отдают электрон молекулам
окружающей их воды, который некоторое время может существовать в
окружении диполей молекул H2O. Где AH – молекула аминокислоты в
основном состоянии, AH* – молекула в синглетном возбужденном
Казахстанско-Российский Медицинский университет
5
состоянии, A˙H
+
– катион-радикал, e
–
– сольватированный (захваченный
средой) электрон. Эта реакция идет через синглетное возбужденное
состояние аминокислоты. По другому механизму идут, например, реакции
с
участием фотосенсибилизаторов, к которым относятся, в частности,
производные гематопорфирина, используемые при так называемой
фотодинамической терапии раковых заболеваний.
Достарыңызбен бөлісу: