光化学反应基本原理公式编辑


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最重要的一种,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。


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