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    光化学反应基本原理公式

    点击次数:2266 发布时间:2013-07-08

     1、引发反应产生激发态分子(A*) A(分子)+hv→A*

    2、A*离解产生新物质(C1,C2…) A*→C1+C2+…

    3、A*与其它分子(B)反应产生新物质(D1,D2…) A*+B→D1+D2+…

    4、A*失去能量回到基态而发光(荧光或磷光) A*→A+hv

    5、A*与其它化学惰性分子(M)碰撞而失去活性 A*+M→A+M′

    反应1是引发反应,是分子或原子吸收光子形成激发态A*的反应。引发反应1所吸收的光子能量需与分子或原子的电子能级差的能量相适应。物质分子的电子能级差值较大,只有远紫外光、紫外光和可见光中高能部分才能使价电子激发到高能态。即波长小于700 nm才有可能引发光化学反应。产生的激发态分子活性大,可能产生上述2~4一系列复杂反应。反应2和3是激发态分子引起的两种化学反应形式,其中反应2于大气中光化学反应中z重要的一种,激发分子离解为两个以上的分子、原子或自由基,使大气中的污染物发生了转化或迁移。反应4和5是激发态分子失去能量的两种形式,结果是回到原来的状态。

    大气中的N2,O2和O3能选择性吸收太阳辐射中的高能量光子(短波辐射)而引起分子离解:N2+hv→N+N λ<120 nm、O2+hv→O+O λ<240 nm 、O3+hv→O2+O λ=220~290 nm。显然,太阳辐射高能量部分波长小于 290 nm的光子因被O2,O3,N2的吸收而不能到达地面。大于800 nm长波辐射(红外线部分)几乎完全被大气中的水蒸气和CO2所吸收。因此只有波长 300~800 nm的可见光波不被吸收,透过大气到达地面。大气的低层污染物NO2、SO2、烷基亚硝酸(RONO)、醛、酮和烷基过氧化物(ROOR′)等也可发生光化学反应:NO2+bv→NO·+O HNO2(HONO)+hv→NO+HO· RONO+hv→NO·+RO· CH2O+hv→H·+HCO  ROOR′+hv→RO·+R′O·

    上述光化学反应光吸收一般在 300~400 nm。这些反应与反应物光吸收特性,吸收光的波长等因素有关。应该指出,光化学反应大多比较复杂,往往包含着一系列过程。[2]

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