28.1: Preludio a la fotoquímica

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El papel de la luz en la realización de cambios químicos ha sido reconocido desde hace muchos años. De hecho, la conexión entre la energía solar y la biosíntesis de carbohidratos vegetales a partir del dióxido de carbono y el agua se conocía a principios de 1800, pero la fotoquímica orgánica tardó en desarrollarse como una ciencia bien entendida y manejable. El progreso solo se hizo rápido tras el desarrollo de técnicas espectroscópicas y espectroscópicas para la determinación de estructuras y la detección de especies transitorias. Por esta razón la fotoquímica durante muchos años fue el dominio de los químicos físicos y teóricos. Su trabajo sentó las bases de la fotoquímica orgánica moderna, que correlaciona la naturaleza de los estados electrónicos excitados de las moléculas con las reacciones que sufren.

Aparte de la importancia inigualable de la fotosíntesis, las reacciones fotoquímicas tienen un gran impacto en la biología y la tecnología, tanto buenas como malas. La visión en todos los animales se desencadena por reacciones fotoquímicas. Los efectos destructivos de la radiación ultravioleta en todas las formas de vida se pueden rastrear a reacciones fotoquímicas que alteran el ADN celular, y los efectos nocivos de la sobreexposición a la luz solar y la incidencia resultante de cáncer de piel están bien establecidos. Las aplicaciones técnicas de la fotoquímica son múltiples. La industria de los tintes se basa en el hecho de que muchos compuestos orgánicos absorben longitudes de onda particulares de luz visible, y la búsqueda de mejores tintes y pigmentos alrededor del cambio de este siglo fue en gran parte responsable del desarrollo de la química orgánica sintética. La química del tinte ha ayudado a establecer la relación entre la estructura química y el color, lo que también es importante en la impresión en color y la fotografía en color. Cubrimos estas importantes aplicaciones de la fotoquímica solo brevemente en este capítulo, pero esperamos transmitir alguna comprensión de los fundamentos involucrados.

Se puede considerar que la mayoría de las reacciones fotoquímicas ocurren en tres etapas:

1. Absorción de radiación electromagnética para producir estados electrónicamente excitados.
2. Reacciones fotoquímicas primarias que involucran estados electrónicos excitados.
3. Reacciones secundarias u oscuras mediante las cuales los productos de las reacciones fotoquímicas primarias se convierten en productos estables.

Comenzaremos con una mirada más cercana a la excitación electrónica, algunos aspectos de los cuales fueron discutidos en la Sección 9-9. Debido a que la transferencia de energía electrónica de una molécula a otra es un proceso básico en fotoquímica, discutiremos la transferencia de energía también antes de dar una visión general de las reacciones fotoquímicas representativas. A continuación se describirán los fenómenos estrechamente relacionados de quimioluminiscencia y bioluminiscencia. Por último, se discutirán varias aplicaciones importantes de la fotoquímica.

Colaboradores y Atribuciones

John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."