Chiamata fotolisi qualsiasi reazione chimica in cui un composto viene decomposto dalla luce . Il processo diretto è definito come l'interazione di un fotone che interagisce con una molecola bersaglio. " Fotodissociazione " o " fotodecomposizione " sono forme di fotolisi.
La fotolisi non è limitata alla luce visibile per definizione tra 400 e 800 nm . Qualsiasi fotone con energia sufficiente può influenzare i legami chimici di un composto chimico. Poiché l'energia di un fotone è inversamente proporzionale alla sua lunghezza d'onda , le onde elettromagnetiche con energia luminosa visibile o superiore, come ultravioletti , raggi X e raggi gamma , sono solitamente coinvolte in tali reazioni.
La fotolisi fa parte della fotosintesi , che si verifica nei granuli (grappoli tilacoidi ) dei cloroplasti . Durante la fotolisi, la luce assorbita dalla clorofilla viene trasformata in energia chimica che viene utilizzata per scindere la molecola d'acqua in idrogeno e ossigeno . L' ossigeno viene rilasciato come sottoprodotto mentre l'idrogeno si lega al coenzima NADP per formare NADPH .
La fotolisi si verifica anche nell'atmosfera come parte di una serie di reazioni in cui inquinanti primari come gli idrocarburi e gli NOx reagiscono per formare inquinanti secondari come i nitrati di perossiacetile ( PAN ). Vedi smog fotochimico .
Le due reazioni fotolitiche più importanti nella troposfera sono in primo luogo:
O 3 + hν → O 2+ O 1 D λ <320 nmche genera un atomo di ossigeno eccitato che è in grado di reagire con l'acqua per dare il radicale idrossile :
O 1 D + H 2 O → 2OHIl radicale idrossile gioca un ruolo centrale nella chimica atmosferica , poiché avvia l' ossidazione degli idrocarburi nell'atmosfera e quindi agisce come un detergente.
Secondo, la reazione:
NO 2 + hν → NO + Oè una reazione chiave nella formazione dell'ozono troposferico .
Inoltre, la fotolisi è il processo mediante il quale i CFC vengono scomposti nell'alta atmosfera per formare radicali liberi di cloro, che distruggono l' ozono .
È la decomposizione della molecola d'acqua in atomi di idrogeno e ossigeno sotto l'effetto della radiazione solare, in questo caso ultravioletta. In altre parole, è la decomposizione di un corpo mediante la luce.
La fotoisomerizzazione tra le forme cis e trans di una molecola è una reazione fotochimica particolarmente studiata. Quindi l'energia fornita dai fotoni permette l' eccitazione degli elettroni da π a π * annullando la sovrapposizione orbitale o più semplicemente detto è il passaggio da un doppio legame nello stato iniziale ad un singolo legame nello stato eccitato. La molecola può quindi ruotare liberamente su questo asse. Dopo il ritorno allo stato fondamentale, è stato ottenuto il corrispondente diastereoisomero .
Alcune sostanze chimiche protettive possono attenuare la fotolisi e nonostante la capacità dei raggi UV di abbattere il DNA, alcune specie (organismi adulti o loro spore ) mostrano una resistenza significativa alla fotolisi; questo è il caso delle spore di alcuni batteri, ad esempio, di fronte alle radiazioni ultraviolette.