b'\n_START_ARTICLE_\nFotokemija\n_START_PARAGRAPH_\nFotokemija je smer kemije, ki se ukvarja s prou\xc4\x8devanjem interakcij med svetlobo ter atomi in molekulami. Fotokemija prou\xc4\x8duje kemijske reakcije, ki potekajo z absorpcijo svetlobe. Primera iz vsakdana sta npr. razpadanje plastike in nastajanje vitamina D med son\xc4\x8denjem.\n_START_SECTION_\nOsnove\n_START_PARAGRAPH_\nSvetloba je elektromagnetno valovanje, kar v osnovi predstavlja vir energije. Po prvem zakonu fotokemije (znan pod imenom Grotthuss\xe2\x80\x93Draperjev zakon) fotokemijska reakcija pote\xc4\x8de le, \xc4\x8de spojina absorbira svetlobo._NEWLINE_Drugi zakon fotokemije (Stark-Einsteinov zakon) pravi, da vsak foton svetlobe, ki ga absorbira kemijski sistem, vzbudi le eno molekulo, ki sodeluje v fotokemijski reakciji. Zakon znan tudi pod imenom zakon fotoekvivalence je izpeljal Albert Einstein v obdobju, ko se je razvijala kvantna teorija svetlobe._NEWLINE_Kemijska reakcija pote\xc4\x8de le, \xc4\x8de molekula prejme potrebno aktivacijsko energijo. Preprost primer je lahko zgorevanje bencina (ali drugega ogljikovodika) v CO\xe2\x82\x82 in H\xe2\x82\x82O. Pri tej reakciji se potrebna aktivacijska energija v sistem dovede s pomo\xc4\x8djo toplote ali iskre. V primeru fotokemijske reakcije vlogo aktivacijske energije opravlja svetloba. Aktivacija kemijske reakcije s pomo\xc4\x8djo svetlobe je le enden izmed mo\xc5\xbenih mehanizmov. \xc4\x8ce pri vzbujanju uporabimo lasersko svetlobo, lahko molekule selektivno vzbujamo v \xc5\xbeeleno vzbujeno elektronsko ali vibracijsko stanje. \xc5\xbdeleno vzbujeno stanje lahko opazujemo tudi pri obratnem procesu - pri relaksaciji v osnovno stanje molekula odda kvant svetlobe, pri \xc4\x8demer lahko izmerimo zasedenost dolo\xc4\x8denega energijskega stanja. \xc4\x8ce meritve izvajamo pri nizkem tlaku, je mogo\xc4\x8de energijsko porazdelitev kemijskih produktov natan\xc4\x8dno izmeriti preden se zaradi trkov energijske razlike zabri\xc5\xa1ejo in povpre\xc4\x8dijo._NEWLINE_Foton svetlobe, ki ga adsorbira molekula, lahko poleg vnosa potrebne aktivacijske energije v sistem, spro\xc5\xbei kemijsko reakcijo tudi zaradi tega, ker se v molekuli spremeni elektronska struktura, kar omogo\xc4\x8di prej neizvedljivo reakcijsko pot. Pravila, ki dovoljujejo potek reakcij na tak na\xc4\x8din se imenujejo Woodward-Hoffmannova izbirna pravila. 2+2 cikloadicija je primer pericikli\xc4\x8dne reakcije, ki jo je mogo\xc4\x8de analizirati z uporabo teh pravil, lahko pa uporabimo tudi komplesnej\xc5\xa1o molekulsko orbitalno teorijo._NEWLINE_Pri fotokemijskih reakcijah se elektronska struktura molekule spremeni pod vplivom elekromagnetnega valovanja. Reakcije so nekaj velikostnih razredov hitrej\xc5\xa1e, kot termokemijske reakcije; tipi\xc4\x8dna fotokemijska reakcija pote\xc4\x8de pribli\xc5\xbeno v 10\xe2\x81\xbb\xe2\x81\xb9 sekunde, medtem ko so nekateri reakcijski procesi (predvsem aktivacija ) \xc5\xa1e hitrej\xc5\xa1i in pote\xc4\x8dejo lahko tudi v 10\xe2\x81\xbb\xc2\xb9\xe2\x81\xb5 sekunde.\n_START_SECTION_\nUporaba\n_START_PARAGRAPH_\nVeliko pomembnih kemijskih procesov poteka pod vplivom svetlobe. Primarni primer je fotosinteza, pri kateri ve\xc4\x8dina rastlin uporablja son\xc4\x8dno svetlobo za pretvorbo CO\xe2\x82\x82 in vode v glukozo in kisik. Ljudje s pomo\xc4\x8djo fotokemijske reakcije proizvajamo vitamin D, pretvorba rodopsina pod vplivom svetlobe pa nam omogo\xc4\x8da vid. Pri kresnicah encim luciferaza v abdomnu katalizira reakcijo, ki povzro\xc4\x8da bioluminiscenco_NEWLINE_Fotokemija je lahko tudi ne\xc5\xbeelen kemijski proces, saj pod vplivom svetlobe nekatere snovi razpdadajo. Stekleni\xc4\x8dke z zdravili so pogosto narejene iz temnega stekla, s \xc4\x8dimer prepre\xc4\x8dimo fotodegradacijo (tj. razpad pod vplivom svetlobe) zdravil. Glavna reakcija pri procesu fotodegradacije je nastanek singletnega kisika iz obi\xc4\x8dajnega tripletnega kisika s pomo\xc4\x8djo fotokemijske reakcije. Singletni kisik je zelo agresiven oksidant, ki lahko C-H spremeni v C-OH skupino. Spojini, ki sta zelo ob\xc4\x8dutljivi na singletni kisik sta tetrafenilporfirin in metilensko modro barvilo. Pri fotodinami\xc4\x8dni terapiji se s pomo\xc4\x8djo svetlobe sintetizira singletni kisik, ki nato uni\xc4\x8di rakaste celice._NEWLINE_Veliko polimerizacijskih reakcij se za\xc4\x8dne s fotoiniciatorji, ki pod vplivom svetlobe razpadejo na proste radikale potrebne za za\xc4\x8detek radikalske polimerizacije._NEWLINE_Na podro\xc4\x8dju fotokemije, je vsaka kemijska reakcija, ki jo spro\xc5\xbei svetloba, fotokemijska reakcija. Fotokemijske reakcije so cenjene v organski in anorganski keimiji, saj s pomio\xc4\x8djo svetlobe lahko spro\xc5\xbeimo drug nabor kemijskih reakcij, kot s pomo\xc4\x8djo toplote. Po drugi strani so fotokemijske reakcije lahko precej neza\xc5\xbeelene, saj svetloba povzro\xc4\x8da fotodegradacijo velikega \xc5\xa1tevila snovi (npr. polivinil korida). Ob\xc5\xa1irno podro\xc4\x8dje fotokemije se zaradi tega ukvarja s pripravo materialov, ki so pod vplivom svetlobe stabilni.\n_START_SECTION_\nZasnova eksperimentov\n_START_PARAGRAPH_\nFotokemijske reakcije potrebujejo svetlobni vir, ki seva svetlobo z valovnimi dol\xc5\xbeinami, ki ustrezajo elektronskim prehodom v reaktantih. Pri prvih fotokemijskih eksperimentih (in v vsakdanjem \xc5\xbeivljenju) je bila kot vir svelobe uporabljena son\xc4\x8dna svetloba, ki je polikromatska. V laboratoriju se najpogosteje uporabljajo vakuumske \xc5\xbeivosrebrove svetilke, ki sevajo UV svetlobo z valovno dol\xc5\xbeino 254\xc2\xa0nm. Pri polikromatskih svetlobnih virih lahko valovno dol\xc5\xbeino svetlobe izbiramo z ustreznimi svetlobnimi filtri, kot alternativo lahko izberemo tudi svetle\xc4\x8de diode, ki prav tako sevajo svetlobo v ozkem valovnem pasu._NEWLINE_Emitirana svetloba mora dose\xc4\x8di tar\xc4\x8dno funkcionalno skupino brez da bi pri tem reagirala z reaktorjem, medijem in ostalimi funkcionalnimi skupinami, saj se s tem izgublja energija. V mogih primerih sta reaktor in svetilka narejena iz kremena. Pyrex absorbira svetlobo z dol\xc5\xbeino manj kot 275\xc2\xa0nm. Pomemben parameter pri fotokemijski reakciji predstavlja topilo. Topila so v\xc4\x8dasih tudi reaktanti, zato se v ta namen ne uporablja kloriranih ogljikovodikov, saj lahko razpadla C-Cl vez klorira ostale reaktante. Topila, ki mo\xc4\x8dno adsorbirajo svetlobo prepre\xc4\x8dujejo fotonom, da bi dosegli reaktante. Topila na osnovi ogljikovodikov adsorbirajo samo svetlobo kratkih valovnih dol\xc5\xbein, zato se jih pogosto uporablja pri kemijskih reakcijah, ki jih spro\xc5\xbeimo z visokoenergijskimi fotoni (svetloba s kratkimi valovnimi dol\xc5\xbeinami). Topila, ki vsebujejo nenasi\xc4\x8dene funkcionalne skupine svetlobo adsorbirajo pri dalj\xc5\xa1ih valovnih dol\xc5\xbeinah, zato jih lahko uporabimo kot svetlobne filtre, ki odstranijo svetlobo s kratkimi valovnimi dol\xc5\xbeinami. Cikloheksan in aceton adsorbirata svetlobo z valovno dol\xc5\xbeino kraj\xc5\xa1o od 215 oz 330\xc2\xa0nm.\n_START_SECTION_\nVzbujanje\n_START_PARAGRAPH_\nFotovzbujanje je prvi korak pri kemijskem procesu, kjer se reaktant prestavi v stanje z vi\xc5\xa1jo energijo (vzbujeno stanje). Foton svetlobe lahko absorbira reaktant, lahko pa uporabimo pomo\xc5\xbene snovi, ki adsorbirajo fotone in nato energijo oddajo reaktantom. Nasprotna reakcija se imenuje du\xc5\xa1enje, kjer se fotovzbujeno stanje deaktivira s pomo\xc4\x8djo kemijskega reagenta. Ve\xc4\x8dina fotokemijskih sprememb pote\xc4\x8de preko vrste preprostih korakov imonovanih primarni fotokemijski procesi. Splo\xc5\xa1ni primer je prenos protona v vzbujenem stanju.\n_START_SECTION_\nZgodovina\n_START_PARAGRAPH_\n\xc4\x8ceprav je beljenje materialov s pomo\xc4\x8djo svetlobe zelo star tehnolo\xc5\xa1ki postopek, je prvo fotokemijsko reakcijo opisal Trommsdorf leta 1834. Opazil je, da so kristali \xce\xb1-santonina, ki so bili izpostavljeni son\xc4\x8dni svetlobi, porumeneli in razpadli. Leta 2007 je znanstvenikom uspelo opisati kemijsko reakcijo v kristalu s pomo\xc4\x8djo treh korakov. Prvi korak reakcije je premestitvena reakcija, kjer nastane ciklopentadienonski vmesni produkt, drugi korak je dimerizacija v Diels-Alderjevi reakciji, tretji korak pa je intramolekulska cikloadicija. Kristal je razpadel, ker pri kemijski reakciji pride do velikih volumenksih sprememb.'