الكيمياء الحركية

بسبب تفاوت التفاعلات الكيميائية في سرعتها تبرز أهمية دراسة سرعة التفاعلات للحاجة في بعض الأحيان إلى تسريع بعضها للحصول على نواتج مفيدة في مدة زمنية معقولة، وفي بعض الأحيان إلى تقليل سرعة بعض التفاعلات الأخرى (كصدأ الحديد). فكيف يمكن القيام بذلك؟ وما العوامل التي تؤثر في سرعة التفاعل؟ وتعرف سرعة التفاعل الكيميائي على أنها: معدل التغير في كميات المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن.
وعملياً يتم تحديد سرعة التفاعل باختيار إحدى مواد التفاعل بحيث يسهل تتبع تركيزها من خلال تغير إحدى خواصها الفيزيائية مثل التغير في اللون.
وتؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي (إما بالزيادة أو النقصان

الكيمياء التحليلية

تهتم الكيمياء التحليلية بتعرف نوعية المكونات المختلفة للمادة وكمياتها وذلك بواسطة التحليل الكيميائي. تسمى الطرق الكيميائية التحليلية المستعملة في معرفة نوعية المكونات الكيميائية للمادة بالكيمياء التحليلية النوعية أو التحليل النوعي. أما الطرق التي تستعمل في تعيين كمية هذه المكونات فتسمى بالتحليل الكيميائي الكمي أو التحليل الكمي. وعادة ما يكون التحليل الكمي مسبوقاً بالتحليل النوعي.

الكيمياء النووية :

الكيمياء النووية من أحد أهم فروع علم الكيمياء و أيضاً العلوم الخديثة فاتجاه العالم الآن الى الطاقة النووية يعطي للكيمياء النووية مزيداً من الأهمية و من المعروف أن التفاعل النووي يحدث بطريقتين إما أن تكون بانقسام النواة أو باندماج نواتين مع بعضهما و كلا الطريقتين تنتج طاقة هائلة جداً
و لكن طريقة انقسام النواة تنتج طاقة أكبر من الطريقة الثانية إن معنى التفاعل النووي ببساطة : هو تحول جزء صغير من المادة الى طاقة هائلة جدا فلو حولنا 7 جرامات من اليورانيوم الى طاقة لاستطاعت هذه الطاقة أن تسير أكبر ناقلة نفط في العالم حول سبع مرات , كما أن تحول جرام واحد من أي عنصر الى طاقة لعادلت هذا الطاقة ما ينتجه حرق 1000 كليو جرام من الفحم من طاقة و لذلك لا عجب أن تستخدم الصواريخ المنطلقة الى الفضاء الوقود النووي .

يهتم الكيميائيون كثيراً بالتفاعلات الكيمائيه Chemical reactions و التي تشمل في الغالب انتقال الإلكترونات من مادة لأخرى او من عنصر اخر و يولون اهتماما أقل بالتفاعلات النووية  Nuclear reactionsو التي تشارك فيها الذرة نواتها في التفاعل
إلأ أن الآونه الاخيرة شهدت اهتماماً أكبر من قبلهم بالتفاعلات النووية نظراً لاستخدامها في كثير من المجالات كاستخدام الطاقة الهائلة الناتجة عن التفاعلات النووية في توليد الطاقة الكهربائية , و في تسيير الغواصات و السفن و المركبات الفضائية
و استخدام العناصر المشعة في و خصوصاً في علاج مرض السرطان , و استخدام النظائر المشعة في تقدير أعمار الصخور و الاحافير , و استخدامها أيضاً في تحديد آلية التفاعلات الكيميائية , و غيرها الكثير من المجالات .

و على الرغم من تلك الاستخدامات الرائعة للتفاعلات النووية إلا أن لها وجها اخر اسود يسيء به دائما لسمعة التفاعلات النووية و هي بالتاكيد الاسلحة النووية و التي ضحيتها الآف الضحايا في هيروشما و ناغاراكي ولا يزال للآن يعاني أهلها من ذك


تعال معي الآن لنتعرف على كيفية حدوث التفاعل النووي , و مصدر الطاقة الهائل فيه وكيف يمكن استغلالها في الوجهين السلمي و العسكري و غيرها من الموضوعات .

التفاعل النووي Nuclear reaction تعودنا في دروس الكيمياء أن نتعامل مع التفاعل الكيميائي , ولكن ماذا عن التفاعل النووي و بماذا يختلغ عن التفاعل الكيميائي ؟
التفاعل الكيميائي : هو اعادة ترتيب للذرات دون المساس بصفاتها , و يتضمن تكسير روابط كيميائية و تكوين اخرى جديد و كما يتضمن التفاعل الكيميائي في الغالب انتقال الكترونات بين المواد المتفاعله دون أن يحدث تغير على النواة و دون أن تتكون ذرات جديد .
لاحظ ذلك من خلال تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين لتكوين الماء : لاحظ أن التفاعل السابق لم ينتج عناصر جديده
فعنصري الاكسجين والهيدروجين الموجودين على يسار التفاعل بقيا موجودين على يمين التفاعل و لكن الاختلاف بين المتفاعلات و النواتج هو تكسر الرابطة بين ذرتي الهيدروجين و تكسر الرابطة بين ذرتي الاكسجين و تكونت روابط جديده بين ذرات الهيدروجين والاكجسين و يتضمن التفاعل الكيميائي طاقة قليلة .
اما التفاعل النووي فيتضمن تغيرا في نواة الذرة و ينتج عنه تكون عناصر جديده كما تنتج عنه كمية عالية جداً من الطاقة .

لاحظ ذلك من خلال التفاعل النووي التالي:
لاحظ أن التفاعل السابق قد تضمن تحول الراديوم (Ra ) الى عنصر جديد وهو الرادون (Rn) و ظهر مع النواتج عنصر ثان وهو الهيليوم (H)

النظائر isotopes
تختلف العناصر فيما بينهما في العدد الذري ( عدد البروتونات ) إلا أن هنالك عناصر تتشابه في العدد الذري و تختلف فيما بينهما في العدد الكتلي و تعرف هذه بالنظائر .

و تعني كلمة نظير ( المكان نفسه ) أي أن لها نفس المكان في الجدول الدوري , إذ أنها لا تختلف فيما بينها في العدد الذري .
و عادةً ما يتم التعبير عن النظائر بدلالة كتلتها الذرية لأن أعدادها الذرية ثابته.
مثال 1 :
للهيدروجين ( العدد الذري للهيدرزجين = 1) ثلاثة نظائر مشهورة تشترك جميعها في احتوائها على نفس العدد من البروتونات (العدد الذري ) و تختلف فيما بينهما في عدد النيوترونات (العدد الكتلي ) يسمى كل نظير نسية إلى عدده الكتلي :
- يسمى النظير الأول للهيدروجين ( هيدروجين -1 )
- يسمى النظير الثاني للهيروجين ( هيدروجين -2) أو الديوتيريوم
- يسمى النظير الثالث للهيدروجين ( هيدروجين -3) او التريتيوم . 

كيفية وزن المعادلات الكيميائيه ج2

1 / قم بكتابة المعادلة التي ترغب بوزنها. سوف نستخدم المعادلة التالية كمثال:
C3H8 + O2 --> H2O + CO2
يحدث هذا التفاعل الكيميائي عندما يحترق غاز البروبان (C3H8) في وجود الأكسجين لإنتاج الماء وثاني أكسيد الكربون.
2 /
قم بكتابة عدد ذرّات كلّ عنصر من عناصر التفاعل على جهتيّ المعادلة. كي تستطيع إيجاد عدد الذرّات ابحث عن العدد السفلي المكتوب إلى يمين كلّ ذرّة من ذرّات المعادلة.

3 /
الجهة اليسرى من المعادلة: عدد ذرّات الكربون 3، وعدد ذرّات الهيدروجين 8، وعدد ذرّات الأكسجين 2.
4 /
الجهة اليمنى من المعادلة: عدد ذرّات الكربون 1، وعدد ذرّات الهيدروجين 2، وعدد ذرّات الأكسجين 3.
5 /
اترك الهيدروجين والأكسجين كخطوة أخيرة دائمًا.
6 /
إذا بقي لديك أكثر من عنصر واحد تريد موازنته: قم باختيار العنصر الذي يظهر في جزيء واحد فقط من المتفاعلات، وجزيء واحد فقط من النواتج. بالاعتماد على هذه القاعدة، سوف نقوم بموازنة ذرّات الكربون أوّلا.
7 /
قم بإضافة مُعامل لذرّة الكربون الوحيدة الموجودة على الجهة اليمنى من المعادلة لوزنها مع ذرّات الكربون الثلاث الموجودة على الجهة اليسرى من المعادلة.
C3H8 + O2 --> H2O + 3CO2
إنّ المُعامل 3 الموجود إلى يسار الكربون على الجهة اليمنى من المعادلة يُشير إلى وجود 3 ذرّات كربون، كما هو الحال مع العدد السفلي إلى يمين ذرّة الكربون على الجهة اليمنى من المعادلة حيث يشير أيضًا إلى وجود 3 ذرّات كربون.
في المعادلات الكيميائية، يمكنك تغيير المُعاملات الموجودة إلى يسار الذرّات، ولكن لا يمكنك تغيير العدد السفلي إلى يمين الذرّات مطلقًا.
8 /
قم الآن بوزن ذرّات الهيدروجين. بما أنّ لديك 8 ذرّات في جانب المتفاعلات، سوف نحتاج إلى 8 كذلك في جانب النواتج.
C3H8 + O2 --> 4H2O + 3CO2
بما أنّ لديك عدد 2 ذرّات هيدروجين على الجانب الأيمن كما يشير العدد السفلي إلى يمين الهيدروجين، فإننا قد قمنا بإضافة المُعامل 4 إلى يسار الهيدروجين كي نقوم بوزنها مع الذرّات الثمان في الجهة اليسرى من المعادلة.
عندما نقوم بضرب المُعامل 4 في عدد ذرّات الجزيء الواحد المُمثّلة في العدد السفلي 2 ينتهي ذلك بنا إلى وجود 8 ذرّات ممّا يجعل الهيدروجين موزونًا على طرفيّ المُعادلة.
أمّا ذرّات الأكسجين الستّ المتبقية فهي نتيجة 3CO2. (3×2=6 ذرّات من الأكسجين + 4 ذرّات أخرى = 10)
9 /
قم بموازنة ذرّات الأكسجين.
حيث أنّنا قد قمنا بإضافة مُعاملات إلى الجزيئات الموجودة على الجانب الأيمن من المعادلة، فقد تغيّر عدد ذرّات الأكسجين، فلديك الآن 4 ذرّات أكسجين في جزيء الماء، بالإضافة إلى 6 ذرّات أكسجين في جزيء ثاني أكسيد الكربون ممّا يجعل الحصيلة 10 ذرّات أكسجين على جانب المعادلة الأيمن.
قم بإضافة المُعامل 5 إلى جزيء الأكسجين على الجانب الأيسر من المعادلة، ممّا يجعل لديك 10 جزيئات أكسجين على كلّ جانب.
C3H8 + 5O2 --> 4H2O + 3CO2.
بما أنّ ذرّات الكربون، والهيدروجين، والأكسجين موزونة الآن، لقد أتممت وزن هذه المعادلة الكيميائية بنجاح.

كيفية وزن المعادلة الكيميائيه ج1

كيفية وزن المعادلات الكيميائية

إنّ المعادلة الكيميائية عبارة عن تمثيل رمزي مكتوب عن تفاعل كيميائي حقيقي، حيث يتم كتابة المتفاعلات على الجهة اليسرى من المعادلة، وكتابة النواتج على الجهة اليمنى منها. وينصّ قانون حفظ الكتلة على أنّه لا يمكن تدمير الذرّات أو إيجادها من العدم في تفاعل كيميائي، ولذلك فإنّ عدد الذرّات في المتفاعلات يجب أن يعادل عدد الذرّات في نواتج المعادلة. اتبع هذه الخطوات الإرشادية لتعلّم كيفية موازنة المعادلات الكيميائية بطرق مختلفة.

سأضع لكم الطريقة التي تعلمانها حاليا في التدوينة التالية .

التوزيع الالكتروني ..

تصور التوزيع الإلكتروني في الذرة تم توقعه بناء على ثلاث حقائق :

1. في الفراغ الضيق للذرة أو الجزيء، فإن طاقة وخواص الإلكترون الأخرى تكون محددة بالكم، أي مقيدة لحالة كمية محددة. وهذه الحالات يمكن وصفها بالمدارات الإلكترونية. وكل حالة بصفة عامة لها طاقة مختلفة عن أي حالة أخرى.
2. الإلكترونات هي فرميونات ويطبق على حالتها داخل الذرة مبدأ إستبعاد باولي ، والذي ينص على أنه لا يمكن لإثنين من الفرميونات أن يشغلا نفس الحالة الكميه، فبمجرد أن يشغل إلكترون حالة معينة، فإن الإلكترون التالي يجب أن يشغل حالة مختلفة. في الذرات يتم تحديد حالات الكم بأربع أعداد كم.
3. الحالة الكمومية للإلكترون تكون غير مستقرة عندما يشغل حالة يشغل مستوى طاقة ليس بمستواه الأصلي، وبالتالي فإن الإلكترون بعد جزء من الثانية يقفز لمستوى الطاقة الأصلي وتنبعث منه الطاقة الزائدة في شكل فوتون، أي شعاع ضوء ذو تردد محدد (الطيف الذري).

ونتيجة لذلك، فإن أي نظام له توزيع إلكتروني واحد ثابت. وفي حالة الإتزان، فسوف يكون له دائماً هذا التوزيع (يطلق عليه الحالة الأرضية)، وإذا لم تكن الذرة أو النظام في الحالة الأرضية يكون أحد الإلكترونات في حالة مثارة تحت تأثير التسخين أو التفريغ الكهربي، فيتخد توزيع الإلكترونات توزيع أخر، وبصفة مؤقتة.

ويتم تحديد التوزيع الإلكتروني لأى نظام بعدد الإلكترونات الموجودة فيه وبالتالي تحديد مستويات الطاقة الرئيسية والفرعية والأوربيتالات، ولو أردنا استنتاج هذا التوزيع، فيجب معرفة المدارات. وقد استطاع العلماء حساب ذلك بواسطة ميكانيكا الكم التي إبتكرها العالمين الألماني هايزنبرج والنمساوي شرودنجر خلال السنوات 1923 - 1926 وطبقاها بنجاح على ذرة الهيدروجين، ولكن حل معادلات ميكانيكا الكم معقد للذرات الأخرى، وأكثر تعقيدا في حالة الجزيئات.

الفروع الرئيسية للكيمياء

الكيمياء التحليلية تختص بتعيين خواص المواد الكيميائية والصيغ الكيميائية للمركبات والمخاليط وتركيبها
التحليل الكمي 
يقدر كميات الكيميائيات المختلفة التي تتكون منها المواد
التحليل النوعي 
يكشف عن نوع العناصر والمركبات التي تتكون منها المواد
الكيمياء الراديوية 
تختص بتعيين وإنتاج العناصر المشعة واستخداماتها في دراسة العمليات الكيميائية
الكيمياء التطبيقية 
تعنى بالتطبيق العملي بالمواد والعمليات الكيميائية
الكيمياء الزراعية 
تهتم بتطوير الأسمدة والمبيدات وتدرس العمليات الكيميائية التي تحدث داخل التربة والعمليات التي تتعلق بنمو المحاصيل
كيمياء البيئة 
تدرس وتراقب وتحاول ضبط العمليات الكيميائية والعوامل البيئية الأخرى وعلاقتها بالكائنات الحية
الكيمياء الصناعية 
تختص بإنتاج المواد الخام كيميائياً وتطوير العمليات والمنتجات الكيميائية الصناعية ودراستها ومراقبتها
الكيمياء الحيوية 
تتعامل مع التراكيب والعمليات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية
الكيمياء اللاعضوية 
تتعامل مع العمليات الكيميائية التي لا تحتوي على روابط بين ذرتي كربون (كربون - كربون)
الكيمياء العضوية 
تعنى بدراسة المواد الكيميائية التي تحتوي على روابط بين ذرات الكربون
الكيمياء الفيزيائية 
تترجم وتفسر العمليات الكيميائية اعتماداً على الخواص الفيزيائية للمادة, مثل الكتلة والحركة والحرارة والكهرباء والأشعاع
الحركية الكيميائية 
تدرس الخطوات في التفاعلات الكيميائية, والعوامل التي تؤثر على معدل سرعة التفاعلات الكيميائية
الدينامية الحرارية الكيميائيةتتعامل مع تغير الطاقة الذي يحدث أثناء التفاعلات الكيميائية وكيف يؤثر اختلاف الضغط والحرارة على التفاعلات
الكيمياء النووية
تستخدم الطرق الكيميائية في دراسة التفاعلات النووية
كيمياء الكم 
تحلل توزيع الإلكترونات في الجزيئات وتفسر السلوك الكيميائي للجزيئات اعتماداً على البناء الإلكتروني
الكيمياء الإشعاعية 
تهتم بالآثار الكيميائية للأشعة العالية الطاقة على المواد
كيمياء حالة الصلابة 
تتعامل مع التركيب الكيميائي للمواد الصلبة, والتغير الذي يحدث داخل هذه المواد وفيما بينها. الكيمياء الفراغية تدرس ترتيب الذرات في الجزيئات والخواص التي تنتج عن هذا الترتيب
كيمياء السطوح 
تهتم باختبار الخواص السطحية للمواد الكيميائية
كيمياء البوليمرات 
تهتم بالبلاستيك والجزيئات السلسلية الأخرى المتشابكة التي تتكون بتشابك الجزيئات الصغيرة بعضها ببعض الكيمياء الاصطناعية تختص باتحاد العناصر الكيميائية والمركبات لإنتاج مواد مماثلة لمواد موجودة في الطبيعة, أو تشكيل مواد

الكيمياء الإشعاعية

مجال كيميائي يعني بدارسة العناصر المشعة. كما يعالج إنتاج وتعريف واستخدام مثل تلك العناصر ونظائرها. وقد أفادتالكيمياء الإشعاعية، علم الأثار وعلم الكيمياء الحيوية والمجالات العلمية الأخرى. وتستخدم التقنيات الإشعاعية الكيميائية في الغالب في مجال الطب للمساعدة في تشخيص المرض، وفي العديد من الدراسات البيئية.

يوجد قليل من العناصر المشعة في الطبيعة كالثوريوم واليورانيوم أما العناصر الأخرى فتنتج صناعياً، حيث يمكن إنتاجها بداخل أجهزة تُسمى معجلات الجسيمات، وذلك بقذف العناصر غير المشعة بجسيمات عالية الطاقة. كما يمكن جعل العناصر مشعة بتعريضها لأعداد كبيرة من النيوترونات داخل المفاعلات النووية.

وتسمّى نظائر العناصر المشعة النويدات المشعة أو النظائر المشعة. وتُستخدم هذه النظائر بمثابة عناصر استشفافية في أنواع معينة من البحوث، وبالأخص في دراسة العمليات الأحيائية المعقدة. ويقوم هذا النوع من الدراسة، بتتبع النويدات المشعة، من خلال التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية. وتتم عملية التتبع هذه باستخدام عدّادات جايجر، والعدادات النسبية وأجهزة الكشف الأخرى.

ويتم إنتاج النويدة المشعة، بكميات صغيرة، ولهذا فهي تميل للتراكم على جدران الإناء الذي يحتويها قبل التمكن من استخدامها. ويتم منع حدوث هذه العملية بإضافة عنصر ناقل (عنصر غير مشع) للنويدة المشعة.
وهناك تقنية إشعاعية كيميائية مهمة أخرى، تُسمى تحليل حفز النيوترون. وفي هذه الطريقة يعرض جسم لنيوترونات، لتحويل بعض العناصر فيه إلى عناصر مشعة. تقوم هذه العناصر بعد ذلك، بإطلاق إشعاع له طاقات معينة. وأحد استخدامات هذه الطريقة، هو توضيح مدى موثوقية اللوحات الفنية القديمة. فالدهان المستخدم في الأعمال الفنية القديمة، يختلف في تركيبه عن الدهان الذي يستخدم في اللوحات الفنية الحالية، ولهذا فهو يعطي إشعاعات مختلفة.

الكيمياء التحليلية:

تهتم الكيمياء التحليلية بتعرف نوعية المكونات المختلفة للمادة وكمياتها وذلك بواسطة التحليل الكيميائي. تسمى الطرق الكيميائية التحليلية المستعملة في معرفة نوعية المكونات الكيميائية للمادة بالكيمياء التحليلية النوعية أو التحليل النوعي. أما الطرق التي تستعمل في تعيين كمية هذه المكونات فتسمى بالتحليل الكيميائي الكمي أو التحليل الكمي. وعادة ما يكون التحليل الكمي مسبوقاً بالتحليل النوعي.

الكيمياء التحليلية في حياتنا:

تستخدم الكيمياء التحليلية كوسيلة مهمة في إجراء البحوث العلمية النظرية والتطبيقية في المجالات التالية:

الطب صناعة الأدوية المختلفة والتحاليل اللازمة لتشخيص الأمراض مثل تحليل الدم والبول ..

علم الجريمة تحليل ما يتركه المجرمون من آثار كالدم والشعر. وامكانبة الكشف عن السموم والمواد المستخدمة في الحرق أو التفجير أو غيرها

الآثار والأنثروبولوجيا معرفة أعمار الحضارات القديمة وتركيب الصخور لتتبع العصور الجيولوجية
الصناعة التحقق من نوعية المصنوعات ومدى جودتها ونقاوتها ومدى ملاءمتها للاستخدام ومطابقتها لمعايير الجودة والصحة العامة

البيئة التعرف على مدى خطورة ملوثات الماء والهواء والتربة ثم العمل على تجنبها وتصنيع مضاداتها

الزراعة تحليل درجة خصوبة التربة ونوع وكمية الأسمدة اللازمة لرفع انتاجيتها، وتصنيع المبيدات اللازمة لمكافحة الآفات الزراعية
الغذاء تحديد التركيب الكيميائي وتحديد القيمة الغذائية والمكونات المساعدة على حفظ الأطعمة
الكيمياء الحركية
بسبب تفاوت التفاعلات الكيميائية في سرعتها تبرز أهمية دراسة سرعة التفاعلات للحاجة في بعض الأحيان إلى تسريع بعضها للحصول على نواتج مفيدة في مدة زمنية معقولة، وفي بعض الأحيان إلى تقليل سرعة بعض التفاعلات الأخرى (كصدأ الحديد). فكيف يمكن القيام بذلك؟ وما العوامل التي تؤثر في سرعة التفاعل؟ وتعرف سرعة التفاعل الكيميائي على أنها: معدل التغير في كميات المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن.
وعملياً يتم تحديد سرعة التفاعل باختيار إحدى مواد التفاعل بحيث يسهل تتبع تركيزها من خلال تغير إحدى خواصها الفيزيائية مثل التغير في اللون.
وتؤثر على سرعة التفاعل الكيميائي (إما بالزيادة أو النقصان) عدة عوامل هي:

العامل
تأثيره على سرعة التفاعل
طبيعة المواد الداخلة في التفاعل.
أ-عدد الروابط.
ب-نوع الروابط.
جـالنشاط الكيميائي.
د-الحالة الفيزيائية
أ-كلما قلت الروابط التي يلزم تفكيكها كلما كان التفاعل أسرع.
ب-المركبات الأيونية أسرع تفككاً من المركبات التساهمية.
جـالمادة ذات النشاط الكيميائي الأكبر تتفاعل بشكل أسرع.
د-بعض المواد لا يمكن أن تتفاعل مع بعضها في الحالةالصلبة بينما محاليلها تتفاعل بسهولة

تركيز المواد الداخلة في التفاعل
تزداد سرعة التفاعل بزيادة تركيز المواد الداخلة في التفاعل،والعكس صحيح

التغير في درجة الحرارة
تزداد سرعة التفاعل برفع درجة الحرارة، والعكس صحيح

وجود العوامل الحفازة
أغلب العوامل الحفازة تزيد من سرعة التفاعل ويسمى حفزاًموجباً وبعضها يقلل من سرعة التفاعل ويسمى حفزاً سالباً

الكيمياء الضوئية

فرع من الكيمياء يتناول التفاعلات الكيميائية التي تنتج عندما تمتصّ جزيئات مادة الضوء. تتغير الجزيئات على نحو كيميائي ضوئي، في حالة امتصاص الضوء فقط وليس إذ مرّ الضوء خلالها أو انعكس.
يمتص الضوء في شكل كميات صغيرة من الطاقة المشعة فوتونات. وتعتمد طاقة الفوتون على طول موجة الضوء. وبعد امتصاص أحد الفوتونات، تزداد طاقة الجزيء ويكون في حالة إثارة. في معظم الحالات، يبقى الجزيء على هذه الحالة فقط واحداً على مليون من الثانية أو أقل. وأحياناً يعود الجزيء مباشرة لحالته العادية بِفقْد الطاقة المكتسبة في التصادمات مع الذرات الأخرى، أو بإطلاقها على هيئة ضوء. لكن إذا كان الطور الموجي لفوتون الضوء الممتص قصير ـ كما في الضوء المرئيّ ـ فإن الجزيء رُبَّما يكون قد تلقى طاقة كافية ليمر بالتفاعلات الكيميائية غير العادية، بينما هو في حالة إثارة.

التفاعلات الضو كيميائية جزء من عمليات طبيعية كثير. ففي التركيب الضوئي، على سبيل المثال، تمتص النباتات الخضراء ضوء الشمس، ثم تستخدم هذه الطاقة الضوئية لإنتاج الغذاء، من ثاني أكسيد الكربون من الهواء، ومن ماء التربة. انظر: التركيب الضوئي: وهكذا يحول النبات الطاقة المشعة للضوء إلى طاقة كيميائية للغذاء. ومن خلال عمليات جيولوجية، تتحول النباتات إلى فحم حجري أو نفط. وعند احتراق هذا الوقود، تنطلق طاقة الضوء التي اخُتزنت في النباتات منذ ملايين السنيين.
تشمل العمليات الصناعية الكثير أيضاً تغيرات ضو كيميائية. ففي التصوير الضوئي، على سبيل المثال، تمتص بعضُ أملاح الفضة في فيلم التصوير الضَّوءَ عند التقاط الصورة. ويغيّر الضوءُ الممتصّ هذه الأملاح كيميائياً. وعندما يُحمَّض الفيلم تُصدر الأملاح المتغيرة صوراً مظلمة على السالب.

يتضمن البحث في الكيمياء الضوئية هذه الأيام تطوير الاستخدمات التقنية للطاقة الشمسية. ويسعى بعض علماءالكيمياء الضوئية إلى إيجاد طرق لتقليد عملية التركيب الضوئي بذرات مُخَلَّقة اصطناعياً. ويأمل هؤلاء الكيميائيون في تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء بطريقة أكثر كفاءة مما هو ممكن الآن. ويدرس كيميائيون آخرون سبلاً لاستخدام ضوء الشمس في إنتاج أنواع من الوقود، مثل غاز الهيدروجين والميثانول. وتشمل بعض هذه الطرق تفتيت ذرات الماء مع الطاقة الشمسية.