ИМПУЛЬСНЫЙ ФОТOЛИЗ
, метод исследования быстрых хим. р-ций и их короткоживущих продуктов (время жизни от с до 10-12 с). Основан на возбуждении молекул коротким световым импульсом и регистрации образующихся возбужденных состояний молекул и короткоживущих продуктов их превращений. В качестве источников света используют: импульсные лампы с излучением в ближнем УФ, видимом и ближнем ИК диапазонах (время вспышки 10-6 - 10-3 с, энергия излучения до 103 Дж); импульсные лазеры с модулир. добротностью, дающие узкие спектральные линии с возможностью перестройки длины волны - обычно жидкостные лазеры на орг. соед. или газовые эксиплексные лазеры (длительность импульса 10-8-10-7 с, энергия импульса 10-3-1 Дж); импульсные лазеры с синхронизацией мод (длительность импульса 10-12 - 10-11 с, энергия импульса 10-5-10-3 Дж). Необходимая энергия возбуждающего импульса в области поглощения исследуемого в-ва составляет от 10-5 до 1 Дж в зависимости от квантового выхода фотопревращения, облучаемой площади образца и метода регистрации.
Наиб. распространены спектрофотометрич. и спектрографич. методы регистрации. Для регистрации кинетики пропускания, т.е. изменения во времени поглощения света образцом, используют непрерывный или модулированный (для повышения яркости во время измерения) источник зондирующего света и монохроматор в сочетании с фотоумножителем и импульсным осциллографом или накопителем сигналов (для улучшения отношения сигнал:шум при многократном повторении эксперимента), либо электронно-оптич. преобразователем с временной разверткой. Измеряя кинетику пропускания при разл. длинах волн зондирующего света, можно построить по точкам спектры поглощения промежут. продуктов фотохим. р-ции с разл. временами жизни. Для непосредств. регистрации спектров поглощения, что особенно важно в случае узких линий поглощения продуктов, напр., в газовой или твердой фазе, используют импульсные источники света с непрерывным спектром в сочетании со спектрографом и фотопластинкой (или фотоэлектрич. устройством). Используют также нано- и пикосекундные импульсы зондирующего света, синхронизированные с возбуждающим лазерным импульсом; их создают с помощью разл. преобразователей частоты исходного лазерного импульса и оптич. линий задержки. Измеряя спектры пропускания при разл. временах задержки, можно исследовать кинетику образования и гибели промежут. продуктов. Спектрофотометрич. метод, как правило, обладает значительно более высокой чувствительностью, чем спектрографический, позволяя измерять изменение поглощения до 10-3. Для регистрации промежут продуктов используют также методы люминесценции, кондуктометрии, ЭПР, масс-спектрометрии и др.
И. ф. используют для изучения своб. радикалов, ионов, ион-радикалов, возбужденных синглетных и триплетных состояний молекул, эксимеров
и эксиплексов
, исследуются механизмы фотохимических реакций
, фотосинтеза
и др. фотобиол. и фотофиз. процессов. Действием световых импульсов можно не только непосредственно генерировать изучаемые частицы, но и изменять условия р-ции (т-ру или рН среды, напр., путем фотохим. продуцирования к-ты или основания) или получать реагенты, взаимодействующие с исследуемым в-вом. Методом И ф. получены важные сведения о действии ингибиторов процессов с участием радикалов, механизме фотосинтеза и зрения, фотопроцессов в активных средах лазеров и др.
Метод разработан в 1950 Р. Дж. Норришем и Дж. Портером, к-рым в 1967 (совместно с М. Эйгеном) присуждена Нобелевская премия за исследование быстрых хим. р-ций.
Лит.: Методы исследования быстрых реакций, пер. с англ., М., 1977,
М. Г. Kузьмин.
|
