光化學(xué)是研究光與物質(zhì)相互作用所引起的*性化學(xué)效應(yīng)的化學(xué)分支學(xué)科。由于歷史的和實驗技術(shù)方面的原因,，光化學(xué)所涉及的光的波長范圍為100～1000納米,，即由紫外至近紅外波段。

    比紫外波長更短的電磁輻射,，如 X或 γ射線所引起的光電離和有關(guān)化學(xué)變化,，則屬于輻射化學(xué)的范疇。至于遠紅外或波長更長的電磁波,，一般認為其光子能量不足以引起光化學(xué)過程,，因此不屬于光化學(xué)的研究范疇,。近年來觀察到有些化學(xué)反應(yīng)可以由高功率的紅外激光所引發(fā)，但將其歸屬于紅外激光化學(xué)的范疇,。

    光化學(xué)過程是地球上zui普遍,、量重要的過程之一，綠色植物的光合作用,，動物的視覺,，涂料與高分子材料的光致變性，以及照相,、光刻,、有機化學(xué)反應(yīng)的光催化等，無不與光化學(xué)過程有關(guān),。近年來得到廣泛重視的同位素與相似元素的光致分離,、光控功能體系的合成與應(yīng)用等，更體現(xiàn)了光化學(xué)是一個極活躍的領(lǐng)域,。但從理論與實驗技術(shù)方面來看,，在化學(xué)各領(lǐng)域中，光化學(xué)還很不成熟,。

    光化學(xué)反應(yīng)與一般熱化學(xué)反應(yīng)相比有許多不同之處,，主要表現(xiàn)在：加熱使分子活化時，體系中分子能量的分布服從玻耳茲曼分布,；而分子受到光激活時,，原則上可以做到選擇性激發(fā)，體系中分子能量的分布屬于非平衡分布,。所以光化學(xué)反應(yīng)的途徑與產(chǎn)物往往和基態(tài)熱化學(xué)反應(yīng)不同,，只要光的波長適當，能為物質(zhì)所吸收,，即使在很低的溫度下,，光化學(xué)反應(yīng)仍然可以進行。

    光化學(xué)的初級過程是分子吸收光子使電子激發(fā),，分子由基態(tài)提升到激發(fā)態(tài),。分子中的電子狀態(tài)、振動與轉(zhuǎn)動狀態(tài)都是量子化的,，即相鄰狀態(tài)間的能量變化是不連續(xù)的,。因此分子激發(fā)時的初始狀態(tài)與終止狀態(tài)不同時，所要求的光子能量也是不同的,，而且要求二者的能量值盡可能匹配,。

    由于分子在一般條件下處于能量較低的穩(wěn)定狀態(tài)，稱作基態(tài),。受到光照射后,，如果分子能夠吸收電磁輻射,，就可以提升到能量較高的狀態(tài)，稱作激發(fā)態(tài),。如果分子可以吸收不同波長的電磁輻射,，就可以達到不同的激發(fā)態(tài)。按其能量的高低,，從基態(tài)往上依次稱做*激發(fā)態(tài),、第二激發(fā)態(tài)等等；而把高于*激發(fā)態(tài)的所有激發(fā)態(tài)統(tǒng)稱為高激發(fā)態(tài),。

    激發(fā)態(tài)分子的壽命一般較短,，而且激發(fā)態(tài)越高，其壽命越短,，以致于來不及發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以光化學(xué)主要與低激發(fā)態(tài)有關(guān),。激發(fā)時分子所吸收的電磁輻射能有兩條主要的耗散途徑：一是和光化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)合并,；二是通過光物理過程轉(zhuǎn)變成其他形式的能量。

    光物理過程可分為輻射弛豫過程和非輻射弛豫過程,。輻射弛豫過程是指將全部或部分多余的能量以輻射能的形式耗散掉,，分子回到基態(tài)的過程，如發(fā)射熒光或磷光,；非輻射弛豫過程是指多余的能量全部以熱的形式耗散掉,，分子回到基態(tài)的過程。

    決定一個光化學(xué)反應(yīng)的真正途徑往往需要建立若干個對應(yīng)于不同機理的假想模型,，找出各模型體系與濃度,、光強及其他有關(guān)參量間的動力學(xué)方程，然后考察何者與實驗結(jié)果的相符合程度zui高,，以決定哪一個是zui可能的反應(yīng)途徑,。

    光化學(xué)研究反應(yīng)機理的常用實驗方法，除示蹤原子標記法外,，在光化學(xué)中zui早采用的猝滅法仍是非常有效的一種方法,。這種方法是通過被激發(fā)分子所發(fā)熒光，被其他分子猝滅的動力學(xué)測定來研究光化學(xué)反應(yīng)機理的,。它可以用來測定分子處于電子激發(fā)態(tài)時的酸性,、分子雙聚化的反應(yīng)速率和能量的長程傳遞速率。

    由于吸收給定波長的光子往往是分子中某個基團的性質(zhì),，所以光化學(xué)提供了使分子中某特定位置發(fā)生反應(yīng)的*手段,，對于那些熱化學(xué)反應(yīng)缺乏選擇性或反應(yīng)物可能被破壞的體系更為可貴。光化學(xué)反應(yīng)的另一特點是用光子為試劑,，一旦被反應(yīng)物吸收后,，不會在體系中留下其他新的雜質(zhì),，因而可以看成是“zui純”的試劑。如果將反應(yīng)物固定在固體格子中,，光化學(xué)合成可以在預(yù)期的構(gòu)象（或構(gòu)型）下發(fā)生,，這往往是熱化學(xué)反應(yīng)難以做到的。

    地球與行星的大氣現(xiàn)象,，如大氣構(gòu)成,、極光、輻射屏蔽和氣候等,，均和大氣的化學(xué)組成與對它的輻照情況有關(guān),。地球的大氣在地表上主要由氮氣與氧氣組成。但高空處大氣的原子與分子組成卻很不相同,，主要和吸收太陽輻射后的光化學(xué)反應(yīng)有關(guān),。

    大氣污染過程包含著極其豐富而復(fù)雜的化學(xué)過程，目前用來描述這些過程的綜合模型包含著許多光化學(xué)過程,。如棕色二氧化氮在日照下激發(fā)成的高能態(tài)分子,，是氧與碳氫化物鏈反應(yīng)的引發(fā)劑。又如氟碳化物在高空大氣中的光解與臭氧屏蔽層變化的關(guān)系等,，都是以光化學(xué)為基礎(chǔ)的,。