光分解は、光（放射エネルギー）の吸収が小さい成分に分子の分解を可能にするのおかげで、化学プロセスです。つまり、光は分子を構成要素に分解するのに必要なエネルギーを提供します。また、光分解または光解離の名前でも知られています。
たとえば、水の光分解は、地球上の複雑な生命体の存在にとって不可欠です。これは日光を使用する植物によって行われます。水分子（H 2 O）の分解により、分子酸素（O 2）が発生します。水素は、還元力の貯蔵に使用されます。
一般的に、光分解反応は光子の吸収を伴うと言えます。これは、さまざまな波長の放射エネルギーから発生するため、さまざまな量のエネルギーが発生します。
光子が吸収されると、2つのことが起こります。それらの1つでは、分子はエネルギーを吸収し、興奮し、リラックスします。もう1つは、そのエネルギーによって化学結合が切断されることです。これは光分解です。
このプロセスは、他の結合の形成と組み合わせることができます。量子収量とは呼ばれない吸収への変化を生成する吸収の違い。
エネルギー放出源に依存するため、各光子に固有です。量子収量は、吸収された光子あたりの変更された反応分子の数として定義されます。
生物の光分解
水の光分解は自然に起こるものではありません。つまり、太陽光が酸素との水素結合を壊すわけではありません。水の光分解は起こるだけのものではなく、行われます。そして、光合成を行うことができる生物はそうします。
このプロセスを実行するために、光合成生物はいわゆる光合成の光反応に頼っています。そしてこれを達成するために、彼らは明らかに生物学的分子を使用します、その最も重要なものはクロロフィルP680です。
いわゆるヒル反応では、いくつかの電子輸送鎖により、分子酸素、ATPの形のエネルギー、およびNADPHの形の還元力が水の光分解から得られます。
この明るいフェーズの最後の2つの製品は、光合成（またはカルビンサイクル）の暗いフェーズで使用され、CO 2を吸収して炭水化物（糖）を生成します。
フォトシステムIおよびII
これらの輸送鎖は光化学系（IおよびII）と呼ばれ、その構成要素は葉緑体にあります。それぞれが異なる顔料を使用しており、異なる波長の光を吸収します。
しかし、集塊全体の中心的な要素は、異なるカロテノイドと26 kDaのタンパク質という2種類のクロロフィル（aとb）によって形成される集光中心です。
次に、捕捉された光子は、すでに述べた反応が行われる反応中心に転送されます。
水素分子
生物が水の光分解を利用するもう1つの方法は、分子状水素（H 2）の生成です。生物は他の方法で水素分子を生成できますが（たとえば、細菌の酵素であるホルマト水素ゲノリアーゼの作用によって）、水からの生成は最も経済的で効率的な方法の1つです。
これは、水の加水分解の後に、または独立して追加のステップとして表示されるプロセスです。この場合、光反応を行うことができる生物は何か追加のことをすることができます。
水の光分解からH 2（水素）を生成するためのH +（プロトン）およびe-（電子）の使用は、シアノバクテリアおよび緑藻でのみ報告されています。間接的な形では、H 2の生成は水の光分解と炭水化物の生成の後に行われます。
それは両方のタイプの生物によって行われます。もう1つの方法、直接光分解はさらに興味深いものであり、微細藻類によってのみ実行されます。これには、光化学系IIの水の光分解に由来する電子が、H 2を生成する酵素（ヒドロゲナーゼ）に直接流れることを含みます。
しかしながら、この酵素はO 2の存在に非常に敏感です。水の光分解による分子状水素の生物学的生産は、活発な研究の領域です。それは安価でクリーンなエネルギー生成の選択肢を提供することを目指しています。
非生物学的光分解
紫外線によるオゾン分解
最も研究されている非生物学的および自然発生的な光分解の1つは、紫外線（UV）光によるオゾン分解です。酸素のアゾトロープであるオゾンは、元素の3つの原子で構成されています。
オゾンは大気のさまざまな領域に存在しますが、オゾン層と呼ばれる領域に蓄積します。この高いオゾン濃度のゾーンは、あらゆる形態の生命を紫外線の有害な影響から保護します。
紫外線はオゾンの生成と分解の両方に非常に重要な役割を果たしますが、放射エネルギーによる分子分解の最も象徴的なケースの1つを表しています。
一方で、それは可視光だけが分解のためのアクティブな光子を提供できることを示しています。さらに、生命維持に必要な分子を生成するための生物学的活動と連携して、酸素循環の存在と制御に貢献しています。
その他のプロセス
光解離は、星間空間における分子の分解の主な原因でもあります。今回は人間が操作する他の光分解プロセスは、工業的、基礎科学的および応用的重要性を持っています。
水中の人為的化合物の光分解は、ますます注目されています。人間の活動は、多くの場合、抗生物質、薬物、殺虫剤、および合成起源の他の化合物が水中に残ることを決定します。
これらの化合物の活性を破壊または少なくとも低下させる1つの方法は、光エネルギーを使用してこれらの分子の特定の結合を切断することを伴う反応によるものです。
生物科学では、複雑な光反応性化合物を見つけることは非常に一般的です。いったん細胞または組織に存在すると、それらのいくつかはそれらを分解するためにある種の光放射にさらされます。
これにより、監視または検出によって多数の基本的な質問に答えることができる別の化合物の外観が生成されます。
他の場合では、検出システムに結合された光解離反応に由来する化合物の研究は、複雑なサンプルの全体的な組成研究を実行することを可能にします。
参考文献
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