![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Химические реакции, протекающие в атмосфереАтмосферные реакции осуществляются или при разрыве химических связей в молекулах, обусловленном поглощением солнечного излучения либо при разрыве (образовании новых) химических связей при столкновении молекул. Превращения первого типа называются фотохимическими реакциями и изучаются в атмосферной фотохимии. Химические превращения, инициированные столкновениями молекул, изучаются на основе химической кинетики. Закон сохранения массы является базовым физическим принципом, управляющим поведением реагентов в атмосфере. Для изменения количества одного выбранного реагента в выделенном объеме воздуха можно записать балансные соотношения: Где
Большая часть химически устойчивых молекул содержат четное число Возбужденная молекула через некоторое время возвращается в нормальное состояние путем: – излучения поглощенного фотона (излучательный переход) А*→ А + hν – передачи энергии другой молекуле при столкновении (тушение) А* + М→А+М* – превращение энергии в тепловую при столкновении (безызлучательный переход) А* + М→А + М + Q. Также электронно-возбужденная молекула может вступить в реакцию, и тогда ее избыточная энергия переходит к продуктам реакции А*→ В + С. Возможен переход в метастабильное состояние, если его энергия ниже энергии возбужденного синглетного состояния. Молекулы в метастабильном состоянии обладают избыточной энергией, а также имеют 2 свободные валентности и в результате более активны, чем обычные возбужденные молекулы.
Фотодиссоциацией (фотолизом) называется процесс: А + hν → В + С. Скорость фотодиссоциации выражается уравнением:
I – коэффициент фотодиссоциации (константа скорости фотодиссоциации), время-1. Кроме фотодиссоциации возбужденной частицы может происходить ее окисление в атмосфере по двум направлениям: – прямое фотоокисление; – окисление, инициируемое реакционноспособными кислородсодержащими частицами. Первые стадии фотоокисления в общем виде могут быть представлены следующими уравнениями: АВ + hν → (АВ)* (1) АВ)*+ О2 → АВ-ОО• → продукты (2) (АВ)* →А* + В* В тропосфере по данному пути могут превращаться в основном соединения, которые абсорбируют свет в ближней УФ- (290-400 нм) и видимой (400-800 нм) области электромагнитного спектра. При этом количество поглощенной энергии должно быть достаточным для последующей реакции с молекулярным кислородом либо для диссоциации возбужденной молекулы на радикалы. Большинство газовых компонентов при взаимодействии с проникающим в нижнюю тропосферу светом не образует возбужденных состояний, способных непосредственно реагировать с О2. Поэтому направление (2) для химии нижней атмосферы ограниченно, а направление (3) играет определенную роль в превращениях некоторых соединений. В нижних слоях атмосферы значительную конкуренцию прямому окислению создают процессы с участием активных кислородсодержащих частиц.
|