Физическая энциклопедия - лазерная химия

хим. превращения, осуществляемые под воздействием лазерного излучения. Монохроматичность, направленность и высокая интенсивность лазерного излучения (см. ЛАЗЕР) позволяют осуществлять резонансное воздействие на исходные реагенты или продукты хим. реакций. Это обеспечивает точную локализацию, дозированность, абс. стерильность и высокую скорость ввода энергии в хим. реактор. При этом возможны исключение влияния стенок реактора и воздействие на хим. процессы, происходящие на поверхностях раздела фаз, на стенках реактора и т. п. Схема реакции тетрафторгидразина (N2F4) и окиси азота (NO) при нагревании (вверху) и при резонансном возбуждении связи N-F лазерным излучением (внизу).

Спирали изображают хим. связи. Если благодаря релаксац. процессам селективность лазерного возбуждения теряется, то лазерное воздействие носит тепловой характер. Если же влияние релаксац. процессов мало, то становится возможным селективное фотохим. воздействие, при к-ром хим. активность атомов и молекул возникает в результате поглощения ими фотонов (см. рис.). Т. к. энергия активации хим. реакций обычно велика (порядка неск. эВ), то селективное фотохим. действие наиболее легко наблюдается при возбуждении электронных состояний атомов и молекул лазерным излучением видимого и УФ диапазонов (пример возможность получения соединений редкоземельных металлов).

При возбуждении лазерами ИК диапазона колебательных уровней атомов, составляющих многоатомную молекулу, перспективна возможность раскачки и разрыва определ. связи между атомами, не затрагивающая остальных колебаний молекулы (ИК-лазерная фотохимия). Пока экспериментально реализована селективная ИК-лазерная многофотонная фотодиссоциация многоатомных молекул, напр.

ВСl3, SP6, CF3B, CF3I, SiH4 и т. п., приводящая к лазерному разделению изотопов, очистке газов от малых примесей, получению радикалов и т. п. Использование хим. радикалов, полученных методом ИК-лазерной фотодиссоциации, в дальнейшем синтезе приводит к более чистым продуктам и увеличивает выход реакций, напр. при синтезе полимеров. .