Фотохимические реакции происходят, когда свет (в основном, в виде фотонов) взаимодействует с веществом, вызывая химические изменения. Процесс можно разделить на несколько ключевых этапов:

Световая абсорбция: Когда молекулы вещества поглощают фотон, они переходят в возбужденное состояние. Это означает, что энергия фотона передается молекуле, и она начинает менять свою электронную конфигурацию.

Возбуждение: Поглощенная энергия может привести к различным состояниям: молекула может оказывать влияние на свои электронные орбитали, начиная процессы, которые могут быть либо диссциативными (распад) либо приводящими к образованию новых соединений.

Обратимость процессов: После возбуждения молекула может вернуть свою энергию, испуская свет (флуоресценция или фосфоресценция), или же продолжается реакция, которая может привести к образованию новых веществ.

Фотохимическая реакция: Если молекула достигает правильного состояния, она может взаимодействовать с другими молекулами, что приводит к химическим изменениям, например, образованию новых связей или веществ.

Существуют несколько факторов, которые определяют квантовый выход (коэффициент квантового выхода) фотохимической реакции:

Эффективность абсорбции света: Чем больше фотонов поглощает молекула, тем выше шансы на то, что они вызовут реакцию.

Степень внутренней конверсии: Процесс, при котором молекула, находясь в возбужденном состоянии, возвращается в основное состояние, не вызывая химических изменений. Если этот процесс происходит часто, квантовый выход снижается.

Условия реакции: Температура, давление, концентрации реагентов и наличие катализаторов также могут влиять на эффективность фотохимических реакций.

Состояние вещества: Агентов и их агрегатные состояния (газ, жидкость, твердое тело) могут существенно изменять вероятность фотохимических процессов.

Таким образом, фотохимические реакции требуют точного взаимодействия света и материи, при этом множество факторов определяет эффективность и выход этих реакций.