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2020年6月18日星期四3.7光化学作用1、激光诱导化学反应原理2、激光波长与离解能的关系3、激光切断分子4、激光化学应用《激光化学》作者:马兴孝孔繁敖中国科技大学出版社出版日期:1990年9月第1版2020年6月18日星期四1、激光诱导化学反应原理在常温常压下不能进行但在激光的照射下可被诱发的化学反应。激光诱导化学反应主要是指激光光解反应以及由光解碎片引起的后续化学反应，例如，激光光解可以产生自由基或原子，所产生的自由基又可以诱发链锁反应。激光诱发化学反应的机理也不相同，一般可分为两类：①红外激光诱导化学反应。这类反应的特点是反应物分子被提升到振动激发态。20世纪70年代发现了多光子红外离解现象，尤其是多原子分子，只要分子的基频或泛频频率与激光频率相等，就有可能发生多光子离解反应，这是激光诱导化学反应的一个新领域，红外多光子离解反应要求激光必须有足够高的强度（至少108瓦／平方厘米）。②紫外或可见激光光解反应。在这类反应中反应物分子被激发至电子激发态。因为绝大多数分子的离解能在60～752.4千焦／摩尔或3～7电子伏之间，这就需要波长为400～140纳米的紫外光辐照才行。2020年6月18日星期四2、激光波长与离解能的关系/101963.1D501mol个光子的能量：为以nm为单位的激光波长193.3nm的ArF准分子激光的离解能为618.9kJ/mol10600nm的CO2激光的离解能为11.29kJ/molC－F键的离解能为441kJ/mol2020年6月18日星期四3、激光切断分子2020年6月18日星期四2020年6月18日星期四4、激光光学应用激光化学的应用非常广泛。制药工业是第一个得益的领域。应用激光化学技术，不仅能加速药物的合成，而又可把不需要的副产品剔在一旁，使得某些药物变得更安全可靠，价格也可降低一些。利用激光控制半导体，就可改进新的光学开关，从而改进电脑和通信系统。激光化学气相沉积薄膜。激光化学虽然尚处于起步阶段，但其前景十分光明。2020年6月18日星期四激光诱导令石墨转变为金刚石结构科学家利用近红外的45飞秒激光脉冲对石墨靶进行辐射照射，同时进行的电子束脉冲辐照让他们能够用电子衍射技术探测碳原子的位置。二维石墨层间键长通常是0.34纳米，但却发现顶上数层的原子有较大的衍射，暂时形成与近邻层间隔0.19纳米的一层。将该观测与其他衍射分析和计算机模拟结合起来，结论是在紧接着激光脉冲的14皮秒内，许多原子形成的层间化学键在某些方面与金刚石的化学键相似。30皮秒以后，这些键消失了。激光束可以在石墨薄膜上“写”纳米尺度的电子电路，在一些区域充分利用了金刚石的硬度和绝缘特性，而在其他区域利用了石墨的半导体性质。