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Photochimie I: Transfert d'électrons induit par la lumière

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Dans cours

CH-442: Photochemistry

This course presents the theoretical bases of electronic spectroscopy and molecular photophysics. The principles of the reactivity of excited states of molecules and solids under irradiation are detailled. The main classes of industrial and natural photoc ...

Description

Cette séance de cours couvre la dynamique des réactions de transfert d'électrons induites par la lumière, en se concentrant sur le maintien de la séparation de la charge pour d'autres réactions redox. Il traite de l'énergie des systèmes pour les processus idéaux de transfert d'électrons vers l'avant et vers l'arrière, ainsi que du potentiel électrochimique des semi-conducteurs. La séance de cours explore également les potentiels de bordure de bande de divers semi-conducteurs, l'équation de Butler-Volmer, les réactions photosynthétiques organiques et les réactions péricycliques. Il se penche sur des sujets tels que la durée de vie de l'oxygène singulet, l'abstraction de l'hydrogène par les carbonyls et les réactions de photoénolisation, fournissant un aperçu des mécanismes et des applications de ces réactions photochimiques.

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Réaction d'oxydoréduction

vignette|L'aluminothermie est une réaction d'oxydoréduction entre l'aluminium et certains oxydes métalliques. Une réaction d'oxydoréduction ou réaction rédox est une réaction chimique au cours de laquelle se produit un transfert d'électrons. Elle consiste en une réaction oxydante couplée à une réaction réductrice. L'espèce chimique qui capte les électrons est l'oxydant et celle qui les cède, le réducteur. La réaction est caractérisée par une variation du nombre d'oxydation (n.o.) de chacune des espèces en jeu.

Réaction organique

Les réactions organiques sont des réactions chimiques impliquant des composés organiques. Les principaux types de réactions organiques sont l'élimination, l'addition, la substitution, le réarrangement et les réactions d'oxydoréduction impliquant des composés organiques. Ces réactions sont utilisées en synthèse organique pour construire de nouvelles molécules organiques. La production de nombreuses substances chimiques, comme les médicaments, les plastiques, les additifs alimentaires, etc., met en jeu des réactions organiques.

Potentiel électrochimique

En électrochimie, le potentiel électrochimique est une grandeur thermodynamique, en joules par mole, équivalent au potentiel chimique mais tenant compte des espèces électriquement chargées. Il ne faut pas confondre avec le potentiel d'électrode en volts. Cette notion est typiquement utilisée pour les processus chimiques où intervient la diffusion, notamment en biochimie où elle détermine le flux des ions à travers une surface donnée mais également pour la compréhension de la conduction dans les semi-conducteurs.

Oxydoréduction en chimie organique

Les réactions d'oxydoréduction sont d'une importance capitale en chimie organique. Néanmoins, la structure des composés rend l'approche assez différente de ce que l'on observe en chimie inorganique ou en électrochimie notamment parce que les principes d'oxydoréduction traitent plutôt, dans ces deux derniers cas, de composés ioniques ; les liaisons chimiques dans une structure organique sont essentiellement covalentes, les réactions d'oxydoréduction organiques ne présentent donc pas de transfert d’électron dans le sens électrochimique du terme.

Cellule électrochimique

vignette| Une configuration de cellule électrochimique de démonstration ressemblant à la cellule Daniell. Les deux demi-cellules sont reliées par un pont salin portant des ions entre elles. Les électrons circulent dans le circuit externe. Une cellule électrochimique est un appareil capable de générer de l'énergie électrique à partir de réactions chimiques ou d'utiliser de l'énergie électrique pour provoquer des réactions chimiques.

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