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[组图]现代光化学

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现代光化学

作者：佚名文章来源：本站原创点击数：更新时间：2006-9-24 9:06:32

简介:

本书是一本系统介绍现代光化学基础知识、基本原理和基本有机光化学反应的光化学专业书籍。本书也对与光化学有密切关系的光功能材料、生物光化学及环境光化学的基本问题从化学角度作了基础的介绍。光物理和光化学两部分是全书的重点和基础，是深入认识和学习光功能材料、生物光化学和环境光化学的基础。本书将有助于化学工作者向相关领域的发展和渗透，也将有助于相关领域的科技人员和学生能够从化学角度更深入地理解和认识光功能材料、生物光化学和环境光化学的问题。

本书用语严谨，概念准确，可供化学专业及材料、生物和环境等领域的科研与教育工作者、研究生和大学高年级学生阅读，有助于全面了解现代光化学的基本原理、基础知识、重要的光化学反应及光化学与当代诸多高技术问题的密切关系。本书也适宜作为化学专业的研究生和大学高年级学生的光化学和有机光化学课程的教材。

第1章绪论1

11光化学学科的形成与发展趋势1

12自然界的光化学4

13光化学开辟了科学技术研究与应用的新篇章5

参考文献6

第2章激发态的产生及其物理特性8

21激发态的产生8

211构造原理8

212光和分子的相互作用9

213轨道能、电离势和电子亲和能10

214几个重要的光化学定律11

215选择规则12

216电子跃迁与吸收光谱17

22激发态19

221单重态和三重态19

222跃迁及激发态的表示方法19

223雅布隆斯基图20

224单重态与三重态的性质比较21

225n→π*跃迁和π→π*跃迁22

226激发态与基态的性质比较25

23激发态的失活28

231失活途径概述28

232激发态的寿命29

233量子产率30

参考文献31

第3章辐射跃迁33

31光吸收和辐射的关系33

32荧光35

321荧光产生的必要条件35

322影响荧光的主要因素35

323荧光速率常数、强度、量子产率和荧光寿命37

324荧光光谱38

325高级激发态的荧光39

33磷光40

331磷光的产生及磷光速率常数40

332磷光量子产率41

333磷光光谱42

334室温下液态溶液中的磷光42

34延迟荧光42

341E型延迟荧光43

342P型延迟荧光43

35激基缔合物与激基复合物44

351电荷转移跃迁44

352形成与特征44

36荧光技术的应用45

37闪光光解46

参考文献47

第4章无辐射跃迁49

41无辐射跃迁理论49

42内转换50

421速率常数50

422量子产率51

43系间窜越52

44单分子过程的光物理动力学55

参考文献56

第5章势能面58

51光化学反应的特点58

52势能曲线60

521谐振子的量子力学模型60

522双原子分子的非谐振子模型62

523碰撞对分子势能的影响62

524从双原子分子推广到多原子分子63

53辐射跃迁63

531经典模型63

532经典而量子化的模型63

533量子力学解释64

54无辐射跃迁65

541势能面的几种典型情况65

542经典解释65

543波动力学解释66

55势能面与光化学反应的关系66

551对光化学有意义的势能面的特征66

552光化学反应的分类67

参考文献68

第6章能量转移和光致电子转移69

61能量转移及相关概念69

62能量转移的作用和意义69

63能量转移的分类和机制71

631辐射机制71

632无辐射的能量转移72

633通过化学键的能量转移77

64扩散对能量转移的影响77

641分子扩散距离与时间的关系77

642无扩散的能量转移——Perrin方程78

643能量转移的可逆性79

644在溶液中的能量转移79

65能量转移过程80

651三重态三重态能量转移80

652单重态单重态能量转移82

66敏化和猝灭83

67能量转移的动力学——SternVolmer方程85

671三重态三重态能量转移85

672单重态单重态能量转移86

68光化学反应的动力学87

69电子转移和光致电子转移88

691电子转移与能量转移的比较88

692Marcus 电子转移理论89

693RehmWeller方程92

参考文献93

第7章分子轨道对称守恒原理及其应用95

71成键原理95

72前线轨道理论96

721电环化反应97

722环加成反应100

723σ键迁移反应104

724螯移变反应106

73LonguetHiggins的能级相关理论110

731能级相关图的构成110

732电环化反应111

733环加成反应112

74状态相关理论简介114

741状态相关图的构成114

742状态相关图示例115

75中国化学家对分子轨道对称守恒原理的贡献116

参考文献117

第8章烯烃光化学119

81烯烃激发态的特性119

82分子内反应120

821顺反异构化反应120

822电环化反应123

823分子内环合加成124

824二π甲烷重排反应126

83分子间反应131

831溶剂加成反应131

832二聚与环加成135

参考文献140

第9章芳烃光化学142

91芳烃激发态的特性142

911芳烃电子激发态的模型142

912苯的价键异构化反应142

913芳烃激发态的能级和动态学145

92芳烃的初级光化学反应146

921芳烃的环合加成146

922芳烃的光二聚151

923芳烃的光取代反应156

924光Fries重排159

参考文献161

第10章羰基化合物的光化学164

101羰基化合物的激发态164

1011羰基激发态的特性164

1012羰基化合物的光谱特性166

102羰基化合物的初级光化学过程168

1021分子间光还原反应(吸氢反应)168

1022分子内吸氢光还原（Norrish Ⅱ 型反应）174

1023羰基化合物的α位断裂反应179

1024 羰基化合物与烯烃的加成反应188

参考文献195

第11章共轭烯酮的光化学199

111共轭烯酮激发态的模型及其光物理特性199

112共轭烯酮的初级光化学过程201

1121环己烯酮的光重排201

1122共轭环己烯酮A型重排的特点202

1123芳基取代的环己烯酮光重排（B型重排）205

11242，4环己二烯酮的光重排207

113共轭烯酮的光环合加成反应207

1131共轭环烯酮与链烯烃的分子间环合加成208

1132共轭环烯酮的分子内环合加成210

1133几种特殊的共轭环烯酮的分子间环合加成210

1134共轭烯酮的一些特殊反应212

参考文献214

第12章光消除和光裂解反应216

121偶氮化合物的光消除反应216

1211环状偶氮化合物的光消除反应216

1212链状偶氮化合物的光消除反应217

122重氮化合物的光消除反应218

1221碳宾的结构和性质218

1222碳宾的反应219

123叠氮化合物的光消除反应221

1231氮宾的结构221

1232脂环族叠氮化合物和脂肪族叠氮化合物的光解221

1233芳基叠氮化合物的光解222

1234酰基叠氮化合物的光解223

1235在有机合成上的应用224

124碳氧化合物的光消除224

1241反应机理224

1242光解反应226

125有机硫化物的光解228

1251硫醚的光解228

1252硫酯的光解229

1253磺酰胺的光解230

1254硫酮的光化学231

1255砜和亚砜的光解233

参考文献234

第13章光敏氧化反应236

131概述236

132单重态氧的电子结构及特性237

133产生单重态氧的方法238

1331染料敏化238

1332次氯酸钠过氧化氢水溶液239

1333亚磷酸酯臭氧加合物的分解239

1334桥环过氧化物的分解239

134烯烃在单重态氧反应中活性的度量——β值240

135ene反应241

1351特点241

1352机理243

1361,2位加成反应245

1371,4位加成反应248

138酚类的光氧化反应252

139电子转移光氧化反应254

1310含杂原子化合物的光氧化反应258

参考文献259

第14章光功能材料262

141光信息存储材料262

1411光盘262

1412光记录材料263

1413一种新型高密度光存储技术——光化学烧孔264

142光致变色材料265

1421概述265

1422有机光致变色化合物266

1423光致变色光信息存储材料269

1424光致变色材料的其他应用270

143高分子光功能材料270

1431光致抗蚀剂271

1432光固化涂料与油墨272

1433光固化胶黏剂272

1434激光直接制版印刷材料272

1435高分子光稳定剂273

144发光材料274

1441概述274

1442光致发光材料275

1443电致发光材料276

1444射线致发光材料279

1445等离子体发光材料280

1446化学发光材料280

145光电导材料281

1451概述281

1452光电导材料的分类及其表征282

1453光电导材料的应用283

146光折变材料283

1461概述283

1462有机高分子光折变材料284

参考文献286

第15章生物光化学288

151光合作用及其人工模拟288

1511光合作用概述288

1512光合色素的结构和功能289

1513光合作用的人工模拟293

152植物光敏色素与光形态发生297

1521植物光敏色素297

1522光形态发生299

153生物分子的敏化氧化300

1531敏化氧化的类型300

1532类型Ⅰ反应的机制300

1533类型Ⅱ反应的机制301

1534生物分子在体外的敏化氧化研究301

1535影响敏化氧化效率的因素305

154光动力效应及其应用305

1541光动力效应概述305

1542光动力效应中生物基质的变化305

1543光动力效应的应用——光动力治疗307

155紫外光对生物组织的影响308

1551概述308

1552核酸物质的光化学309

1553皮肤的光损伤及其防护310

156视觉过程的光化学311

1561人的视觉概述311

1562视色素及其光化学312

157新生儿黄疸病及其光疗机理314

1571新生儿黄疸病314

1572新生儿黄疸病的起因315

1573新生儿黄疸病的光疗机制316

158生物发光316

1581生物发光概述316

1582生物发光的类型317

1583生物发光机理317

1584生物发光的应用319

参考文献320

第16章环境光化学322

161光化学与环境的关系322

162臭氧层的光化学324

1621臭氧层概述324

1622臭氧层的生成及其平衡324

1623人类活动对臭氧层的影响326

1624氟里昂替代物的光化学327

163光化学烟雾328

1631光化学烟雾概述328

1632光化学烟雾形成机制328

164酸雨330

1641酸雨概述330

1642酸雨形成机制330

165环境污染有机物的光化学331

1651烷烃332

1652烯烃333

1653单环芳烃334

1654多环芳烃335

1655多氯联苯337

1656农药338

166治理环境污染的光化学技术340

1661以分子氧为基础的光化学氧化法340

1662以活化双氧水为基础的光化学氧化法342

1663紫外光臭氧光氧化法344

参考文献345

序言

光化学是一门多学科交叉的边缘和新兴学科。它早已超出化学的范畴，正在与生命科学、环境科学、能源科学、材料科学、信息科学等学科领域相互渗透、交叉融合，形成新的研究热点和新的边缘学科。现代光化学对电子激发态的研究所建立的新概念、新理论和新方法大大开拓了人们对物质世界认识的深度和广度，对了解自然界的光合作用和许多生命过程，对太阳能的利用、环境保护、开创新的反应途径和寻求新的功能材料，提供了重要的基础。利用光化学多年来在理论上的积累来解决当前高技术发展过程中所提出的种种新课题已成为国际光化学研究的一个重要动向。作为光化学新的分支与边缘学科的生物光化学、环境光化学、超分子光化学、光电化学和光催化已在20世纪后期诞生，发展十分迅速。现代光化学已步入了一个新阶段——基础研究深入发展与高技术应用研究并重的阶段。因此，现代光化学已成为一门既有重大理论意义又有重大应用前景的前沿学科。

中国自20世纪70年代后期开始进行光化学研究，近30年来发展迅速，取得了一批令国际光化学界瞩目的可喜成果，现已成为世界光化学研究的主要国家之一，并跻身于国际光化学研究的前列。

中国科学院是国内最早开始进行光化学研究的单位，并于20世纪80年代初在中国科学院研究生院开设了“有机光化学”课程，这是国内高校和研究生院最早开设的光化学课程，该课程曾获得中国科学院首届教学成果奖。国内许多著名光化学家（如蒋丽金院士等）都曾参与课程的讲授。本书作者张建成研究员也是最早参与课程讲授的人员之一，并至今仍然承担着讲授任务。张建成研究员也是国内最早用量子化学理论研究光化学的学者之一，并长期从事光氧化和光合成的研究。本书是在中国科学院研究生院多年使用的自编教材和讲义的基础上经作者整理、充实、增新和提高而成的。可以说，本书是中国科学院研究生院“有机光化学”课程历任教师集体心血的结晶。

本书系统地介绍了光化学的基本原理、光物理过程和主要的光化学反应，并侧重从化学角度介绍了光功能材料、生物光化学和环境光化学的基本问题。因此，本书是全面了解现代光化学及其应用的参考书，并适宜作为光化学课程的教材，不仅可供化学专业的科技人员、教师和学生使用，也可供功能材料、生物化学和环境化学等领域的科技人员和师生阅读参考。相信本书的出版对于推动中国光化学的教学和科研工作将会有所裨益。

读者对象

本书用语严谨，概念准确，可供化学专业及材料、生物和环境等领域的科研与教育工作者、研究生和大学高年级学生阅读，有助于全面了解现代光化学的基本原理、基础知识、重要的光化学反应及光化学与当代诸多高技术问题的密切关系。本书也适宜作为化学专业的研究生和大学高年级学生的光化学和有机光化学课程的教材。

作者：张建成、王夺元编著出版社：化学工业出版社

开本：16 装帧：平书号：7-5025-8947-3

出版日期：2006年9月版次： 1版1次页数：360页

文章录入：wktl 责任编辑：wktl

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