科技名詞定義中文名稱：光化學反應(yīng) 英文名稱：photochemical reaction 定義1：物質(zhì)在可見光或紫外線照射下吸收光能時發(fā)生的光化學反應(yīng)。它可引起化合、分解、電離、氧化、還原等過程。主要有光合作用和光解作用兩類。 所屬學科：大氣學科（一級學科）；大氣化學（二級學科） 定義2：大氣中的物質(zhì)在光誘導下發(fā)生的化學反應(yīng)，主要發(fā)生在城市地區(qū)。 所屬學科：生態(tài)學（一級學科）；生態(tài)學（二級學科） 原理光化學反應(yīng)在環(huán)境中主要是受陽光的照射，污染物吸收光子而使該物質(zhì)分子處于某個電子激發(fā)態(tài)，而引起與其它物質(zhì)發(fā)生的化學反應(yīng)。如光化學煙霧形成的起始反應(yīng)是二氧化氮（no2）在陽光照射下，吸收紫外線（波長2900~4300a）而分解為一氧化氮（no）和原子態(tài)氧（o，三重態(tài)）的光化學反應(yīng)，由此開始了鏈反應(yīng)，導致了臭氧及與其它有機烴化合物的一系列反應(yīng)而zui終生成了光化學煙霧的有毒產(chǎn)物，如光氧乙酰硝酸酯（pan）等。
大氣污染的化學原理比較復(fù)雜，它除了與一般的化學反應(yīng)規(guī)律有關(guān)外，更多的由于大氣中物質(zhì)吸收了來自太陽的輻射能量（光子）發(fā)生了光化學反應(yīng)，使污染物成為毒性更大的物質(zhì)（叫做二次污染物）。光化學反應(yīng)是由物質(zhì)的分子吸收光子后所引發(fā)的反應(yīng)。分子吸收光子后，內(nèi)部的電子發(fā)生能級躍遷，形成不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，然后進一步發(fā)生離解或其它反應(yīng)。一般的光化學過程如下：
（1）引發(fā)反應(yīng)產(chǎn)生激發(fā)態(tài)分子（a*）
a（分子）+hv→a*
（2）a*離解產(chǎn)生新物質(zhì)（c1，c2…）
a*→c1+c2+…
（3）a*與其它分子（b）反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)（d1，d2…）
a*+b→d1+d2+…
（4）a*失去能量回到基態(tài)而發(fā)光（熒光或磷光）
a*→a+hv
（5）a* 與其它化學惰性分子（m）碰撞而失去活性
a*+m→a+m′
反應(yīng)（1）是引發(fā)反應(yīng)，是分子或原子吸收光子形成激發(fā)態(tài)a*的反應(yīng)。引發(fā)反應(yīng)（1）所吸收的光子能量需與分子或原子的電子能級差的能量相適應(yīng)。物質(zhì)分子的電子能級差值較大，只有遠紫外光、紫外光和可見光中高能部分才能使價電子激發(fā)到高能態(tài)。即波長小于700 nm才有可能引發(fā)光化學反應(yīng)。產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)分子活性大，可能產(chǎn)生上述（2）～（4）一系列復(fù)雜反應(yīng)。反應(yīng)（2）和（3）是激發(fā)態(tài)分子引起的兩種化學反應(yīng)形式，其中反應(yīng)（2）于大氣中光化學反應(yīng)中zui重要的一種，激發(fā)分子離解為兩個以上的分子、原子或自由基，使大氣中的污染物發(fā)生了轉(zhuǎn)化或遷移。反應(yīng)（4）和（5）是激發(fā)態(tài)分子失去能量的兩種形式，結(jié)果是回到原來的狀態(tài)。
大氣中的n2，o2和o3能選擇性吸收太陽輻射中的高能量光子（短波輻射）而引起分子離解：
n2+hv→n+n λ＜120 nm
o2+hv→o+o λ＜240 nm
o3+hv→o2+o λ=220～290 nm
顯然，太陽輻射高能量部分波長小于 290 nm的光子因被o2，o3，n2的吸收而不能到達地面。大于800 nm長波輻射（紅外線部分）幾乎*被大氣中的水蒸氣和co2所吸收。因此只有波長 300～800 nm的可見光波不被吸收，透過大氣到達地面。
大氣的低層污染物no2、so2、烷基亞硝酸（rono）、醛、酮和烷基過氧化物（roor′）等也可發(fā)生光化學反應(yīng)：
no2+bv→no·+o
hno2（hono）+hv→no+ho·
rono+hv→no·+ro·
ch2o+hv→h·+hco
roor′+hv→ro·+r′o·
上述光化學反應(yīng)光吸收一般在 300～400 nm。這些反應(yīng)與反應(yīng)物光吸收特性，吸收光的波長等因素有關(guān)。應(yīng)該指出，光化學反應(yīng)大多比較復(fù)雜，往往包含著一系列過程。
作用光化學反應(yīng)可引起化合、分解、電離、氧化還原等過程。主要可分為兩類：一類是光合作用，如綠色植物使二氧化碳和水在日光照射下，借植物葉綠素的幫助，吸收光能，合成碳水化合物。另一類是光分解作用，如高層大氣中分子氧吸收紫外線分解為原子氧；染料在空氣中的褪色，膠片的感光作用等。
光化學基本定律1.光化學*定律只有被分子吸收的光才能引發(fā)光化學反應(yīng).該定律在1818年由grotthus和draper提出,故又稱為grotthus-draper定律.
2.光化學第二定律在初級過程中,一個被吸收的光子只活化一個分子.該定律在1908～1912年由einstein和stark提出,故又稱為 einstein-stark定律.
3.beer-lambert定律平行的單色光通過濃度為c,長度為d的均勻介質(zhì)時,未被吸收的透射光強度it與入射光強度i0之間的關(guān)系為（e為摩爾消光系數(shù)）