Фотохи́мия — раздел физической химии и химии высоких энергий — изучает превращения химических веществ (химия возбужденных состояний молекул, фотохимические реакции), протекающие под действием электромагнитного излучения в ультрафиолетовом (~100—400 нм), видимом (400—800 нм) и ближнем инфракрасном (800—1500 нм) диапазонах[1][2].
Следующие два закона относятся в основном к фотохимии органических соединений и были сформулированы М. Кашей:
Диапазон волн, представляющий практическую ценность для фотохимии, включает в себя ближний ультрафиолет, видимую область и ограничен с длинноволновой стороны началом ИК-области, то есть это интервал длин волн от 190 до примерно 700—800 нм.
В этом диапазоне наблюдается изменение электронной энергии молекулы при поглощении кванта света, что является определяющим процессом для инициирования химической реакции.
Молекула, переходя в возбужденное состояние, способна терять избыток энергии либо путём излучения, либо безызлучательно, либо вступив в химическое превращение — на преодоление активационного барьера. На рисунке показаны возможные электронные переходы, пунктиром обозначены те, которые происходят без излучения:
Многие важнейшие процессы, происходящие в окружающей среде и в организме человека, имеют фотохимическую природу[2]. Под действием солнечного света в хлоропластах растений происходит фотосинтез, обеспечивающий существование жизни на Земле за счет выделения кислорода и трансформации солнечной энергии в энергию химических связей углеводов: