Жарықтың химиялық әсері

Ереже: Жарықтың химиялық әсері жұтылған сәуле энергиясының молекулалардың химиялық түрленуін бастауымен байланысты. Оны тек жарық бағыты немесе уақытша тербеліс өзгеретін құбылыстардан ажыратады.

Қолдану: Шартта бояғыш молекулаларының басқа заттарға айналғаны нақты берілген. Демек, түс өзгерісі жай оптикалық шағылу емес, жарық бастаған химиялық реакцияның нәтижесі.

Қате нұсқалар: A) Интерференция қарқындылықтың кеңістіктік таралуын береді; шартта басқа заттардың түзілуі айтылған.

C) Сыну таралу бағытының өзгерісін сипаттайды; бояғыштың тұрақты химиялық құрам өзгерісін түсіндірмейді.

D) Уақытша серпімді ығысу жарық өшкеннен кейін сақталған химиялық түрленуді түсіндірмейді.

E) Шағылу жарық бағытын өзгертеді, бірақ молекулалардың басқа заттарға айналуын өздігінен білдірмейді. Ишара: Тұрақты химиялық өзгеріс бар ма, әлде тек жарықтың таралуы өзгерді ме — соны анықта.

Ереже: Қарапайым бірфотондық фотодиссоциацияда жұтылған квант энергиясы байланысты үзуге қажетті энергиядан кем болмауы керек. Басқа энергия көзі жоқ болса, тапшылық өздігінен толмайды.

Қолдану: Eф = 2,4 эВ < 3,0 эВ. Қажетті қосымша энергия 3,0 − 2,4 = 0,6 эВ. Сондықтан берілген бір фотон жалғыз өзі бұл байланысты үзуге жеткіліксіз.

Қате нұсқалар: A) Фотон энергиясына байланысты үзу энергиясын қосу энергия балансын бұзады; үзуге энергия жұмсалады.

B) Жұтылу химиялық байланысты үзуге жеткілікті энергия бар дегенді білдірмейді.

C) Фотон 2,4 эВ энергия әкеледі; мәселе оның нөлдігінде емес, шекті мәннен аздығында.

D) 2,4 − 3,0 теріс болады; энергия тапшылығын артық энергия деп түсіндіруге болмайды. Ишара: Фотон энергиясын байланысты үзуге қажет шекпен бірдей бірлікте салыстыр.

Ереже: Фотон энергиясы E = hc/λ болғандықтан, энергиясы шектен кем емес фотондар үшін λ ≤ hc/Eшек. Бұл қажетті энергетикалық шарт; нақты жұтылу мен реакция ықтималдығы бөлек тексеріледі.

Қолдану: λmax = 1240/4,0 = 310 нм. 310 нм-ден ұзын толқындар 4,0 эВ-тан аз энергия береді. Қысқарақ толқындар энергетикалық шартты орындай алады, бірақ сұрақ ең үлкен ұзындықты сұрайды.

Қате нұсқалар: A) Бұл 1 эВ фотонға сәйкес келеді, ал молекулаға кемінде 4,0 эВ қажет.

C) Мұндай фотонның энергиясы жеткілікті, бірақ ол ең үлкен рұқсат етілетін толқын ұзындығы емес.

D) hc-ті шекті энергияға көбейту дұрыс емес; λmax = hc/Eшек.

E) Бұл толқын ұзындығындағы энергия 2,0 эВ ғана, берілген шектің жартысы. Ишара: Шекті жағдайда Eф = Eшек деп алып, λ-ны шығар.

Ереже: Фотохимиялық өзгерісті бастау үшін энергияның жеткілікті болуы және сәуленің тиісті молекуламен жұтылуы қажет. Жұтылғаннан кейін де барлық қозу міндетті түрде өнімге әкелмейді.

Қолдану: Берілген фотон энергетикалық шектен өтеді, бірақ жұтылу әлсіз. Сондықтан молекулалардың аз бөлігі ғана энергия алады және тікелей фотохимиялық реакцияның жылдамдығы аз болуы мүмкін.

Қате нұсқалар: A) Көрінетін түс толық жұтылу спектрі мен нақты реакция жолын анықтамайды; берілген толқынның жұтылуы тексерілуі керек.

C) Энергияның жеткілікті болуы ғана жеткіліксіз: молекула алдымен сол фотонмен әрекеттесіп, оны жұтуы керек.

D) Шағылу кезінде энергияның молекуланың химиялық қозуына берілуі автоматты түрде болмайды.

E) Молекулаларға энергия берілуі үшін жұтылу маңызды; үлгіден өтіп кеткен қуат тікелей осы молекулаларды қоздырмайды. Ишара: Фотонның үлгіге түсуі мен үлгіде жұтылуын ажырат.

Ереже: Кванттық шығым нақты анықталған фотохимиялық нәтиже санының жұтылған фотондар санына қатынасын сипаттайды. Ол түскен фотон санымен емес, жұтылған санмен есептеледі.

Қолдану: Φ = (5,0·10¹⁵)/(2,0·10¹⁶) = 0,25. Демек, берілген тәжірибеде орташа төрт жұтылған фотонға бір бастапқы молекуланың түрленуі сәйкес келеді.

Қате нұсқалар: A) Берілген сандардың қатынасы 5/20 = 0,25; жарты деген қорытындыға дерек жоқ.

B) Әр жұтылған фотон міндетті түрде бір тұрақты химиялық өнім бермейді; шарттағы өнім саны төрт есе аз.

D) Ондық дәрежелерді қысқартқанда 10¹⁵/10¹⁶ = 0,1 көбейткішін ескеру керек.

E) Бұл жұтылған фотон санының түрленген молекула санына кері қатынасы; анықтама керісінше берілген. Ишара: Анықтамадағы алым мен бөлімді өзгертпей жаз; фотон саны жұтылған сан екенін тексер.