有机辐射化学合成(Radiation organic synthesis)是指利用高能射线,如微波、电子束作为催化剂或引发剂,使有机反应在一定的条件下进行,得到产物的新型有机合成方法。
基本特征①有机辐射化学中常用入射粒子的能量很高,一般为keV~MeV数量级,远大于原子和分子的电离能和化学键能(2~10eV),一个人射粒子可使许多分子电离和激发。而光化学过程则是一次性的,即光子通过一次相互作用把它的能量全部授予被激发的分子。
②有机辐射化学过程中的激发和电离作用是无选择的,入射粒子可与路径上的任何分子在任何部位发生作用,产生激发分子和离子。而光化学是有选择性的,只有当入射光子的能量满足跃迁条件,且两个不同能态间的跃迁为允许跃迁时光激发过程才能发生。
③有机辐射化学过程和光化学过程产生的活性粒子在空间的分布是不同的。辐射化学过程中除入射粒子作用于物质引起分子激发和电离外,初级电离作用产生的次级电子往往具有足够的能量,它们也可以使其路径上的物质分子激发和电离,因此沿着入射粒子的径迹,会产生像一串串葡萄似的紧挨在一起的激发分子和离子的群团(称为刺迹,spur),活性粒子(包括离子、激发分子和自由基)集中在入射粒子径迹周围。而在光化学体系中,可发生光学作用的分子或原子在统计学意义上是均匀分布的,因此光激发过程完全是一个随机过程,形成的激发分子基本上也是均匀分布的。1
基本过程物理过程
一般发生在10-18~10-15s时间内。在此过程中,入射粒子把能量传递到介质中,产生正离子、激发分子、δ电子和刺迹等,这种能量传递的速度可用传能线密度(LET)即入射粒子在单位径迹长度中损失的能量来表示。
物理化学过程
此过程一般发生在10-15~10-11s之间。其间,部分传递的能量递降为振动能和转动能,除能量传递外,还发生分子解离及离子分子反应等,形成新的分子和活性中间产物如自由基和溶剂化电子等。
化学过程
此过程包括中间产物的扩散和化学反应,如自由基相互之间的反应,自由基与溶质、辐解分子产物之间的反应等,一般发生在10-11s以后,持续时间取决于反应物的速率常数、扩散系数、浓度等,常大于10-8s。1
本词条内容贡献者为:
赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学