光化反應與熱化學反應有何不同

光化學反應

photochemical reaction

定義：可見、紅外或者紫外輻射引發的化學反應。入射光子被反應物吸收，產生激發態分子或自由基，從而使反應進行。

學科：化學_無機化學_一般化學反應及無機化學反應

相關名詞：激發態 電磁輻射 光合作用

圖片來源：視覺中國

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只有在光的作用下才能進行的化學反應或由於化學反應產生的激發態粒子在躍遷到基態時能放出光輻射的反應都稱為光化學反應。光化學現象雖早為人們所知，但光化學成為有理論基礎的科學還只是近幾十年的事。光是一種電磁輻射，具有波動和粒子的二象性。光化學既與電磁輻射有關，又與物質的相互作用有關，所以光化學處於化學和物理的交會點。

相對於光化學反應來講，平常的那些反應可稱為熱反應。相比熱反應，光化學反應具有許多特點：第一，很多光化學反應能使系統的吉布斯自由能增加，如在光的作用下氧轉變為臭氧、氨分解，植物中二氧化碳和水合成碳水化合物並放出氧氣等。第二，光化學反應的活化能來源於光子的能量，通常為30kJ/mol左右，小於一般熱化學反應的活化能，並且其反應的溫度係數較小。第三，光化學反應是在光作用下的反應，是激發態分子的反應。

研究光化學的重要性不言而喻。例如，對植物光合作用中合成碳水化合物和氧的過程進行化學模擬研究，如果成功，就可以實現人造糧食的理想；光解水制氫的研究模擬光合作用中分解水放出氧和氫，如這一模擬成功，就能從水中獲得廉價的氫；對於糧食、能源、汙染問題，研究光合作用不僅有重要的科學意義，而且有巨大的經濟意義。