Embora a espectroscopia eletrônica e a fotoquímica sejam tratadas habitualmente como tópicos distintos , o entendimento dos princípios fundamentais da primeira é importante para o dos modernos conceitos da fotoquímica orgânica. Quando modificações de estrutura são provocadas pela ação da luz, deve ocorrer previamente um processo de absorção da luz. A absorção de luz - ultravioleta ou visível - por uma molécula é, geralmente, o resultado de uma transição eletrônica, e pode ser estudada pela espectroscopia eletrônica.

Quando uma molécula é irradiada com luz ultravioleta ou visível pode ocorrer uma transição eletrônica, durante a qual a molécula absorve um quanto de energia e um dos elétrons excitado do orbital que ocupa no estado fundamental à outro de maior energia. Naturalmente, o processo só pode ocorrer se a frequência da radiação correspondente é separação de energia entre os dois orbitais moleculares envolvidos (DE = hn).

A fotoquímica das moléculas em solução é, na verdade, a química dos estados excitados. Controlando-se cuidadosamente a frequência da luz utilizada é possível excitar seletivamente os elétrons associados a grupos específicos de átomos em uma molécula, sem alterar significativamente os níveis energéticos dos demais elétrons. É esta seletividade que torna a fotoquímica tão poderoso instrumento - as reações podem ser levadas a efeito sob condições brandas e a baixas temperaturas, podendo-se obter produtos que seriam inacessíveis por via térmica devido a equilíbrios desfavoráveis ou a reações laterais.

A excitação eletrônica provoca uma reorganização dos elétrons de valência da molécula. A distribuição dos elétrons nos estados excitados difere do estado fundamental. As alterações químicas são controladas principalmente pela distribuição dos elétrons nos níveis de valência, e a química das moléculas em estados eletronicamente excitados será consideravelmente diferente daquela no estado fundamental.

Alguns dos processos fotoquímicos mais complexos ocorrem na natureza. Os processos naturais de fotossíntese, visão, pigmentação da pele, aceleração do crescimento pela luz e a quimioluminescência (reações químicas que emitem luz) representam combinações intricadas de reações fotoquímicas, etapas de transferência de energia e interconversões químicas que são novamente eficientes. Através do esforço conjunto de químicos orgânicos de sínteses, bioquímicos e fotoquímicos, o progresso no detalhamento desses processos tem sido acelerado ultimamente. Espera-se importantes descobertas científicas nesta área de investigação para um futuro bem próximo.

L@PEQ - FEUSP Atividade CA-8: Limpeza da Atmosfera