光解

光解是指化合物被光分解的化學反應解。光解可以將分子分解成兩個小分子或者兩個自由基。

基本介紹

  • 中文名:光解
  • 外文名:Photolysis
原理表述,發生條件,常見反應,

原理表述

當分子吸收一定量的光,就被活化到激發態。實際上,這並非是唯一可能的過程。由於可見和紫外光區域的光的能量與共價鍵的能量相當,處於同一數量級,所以另外一種可能就是分子分解成兩部分,這個過程即光解過程。
光解可以將分子分解成兩個小分子或者兩個自由基。儘管存在把分子分解成兩個小的離子的可能,但是這種情況卻很少見。一旦光解產生了自由基,除了由於它們處於激發態而導致的差異之外,這樣產生的自由基的性質和通過其它途徑得到的自自由基是一樣的。

發生條件

1.光的能量把分子提高到足夠高的振動動能級,使得其高於E2曲線的右半部分(圖7.2中的A線)。在這種情況下,激發態的分子在第一振動上分解。
圖7.2圖7.2
2.即使激發到了一個較低的振動能級,在E2曲線的內部(如V1或V2位置)分子也可以分解解,如圖7.2所示,激發態的平衡距離比基態的要大。 Franck-Condon原理則表明電子的躍遷速度比振動的速度快很多(躍遷需要約約10-15s,振動需要約10-12s)。於是,當一個電子被突然激發而躍遷,即使是到一個較低的振動能級,原子之間的距離也基本上不變,但是此時該鍵就像一個被壓縮的彈簧,這種情況只有用一種足以使鍵破壞的向外的振動才可解除。
3.有些情況下激發態是全解離的(如圖7.3),也就是說,原子之間的距離使得吸引不再大於排斥,於是共價鍵就會斷裂。例如,氫氣分子的σ→σ*類型躍遷總是導致氫鍵斷裂。
圖7.3圖7.3

常見反應

【大氣中的光解作用】
大氣中最常見的光解作用有兩種。
第一種是:
O3 + hν → O2 + O1Dλ < 320 nm
臭氧被光分解成了氧分子和一個處於激發態的氧原子 O1D。這一氧原子會和空氣中的水分子作用而生成氫氧自由基:
O1D + H2O → 2OH
自由基為活性較高的原子或原子團,這些氫氧自由基會氧化碳氫化合物,因而有如同清潔劑的效果。
第二種是: NO2 + hν → NO + O
這是對流層中的臭氧形成的主要化學作用。
【水在葉綠體中的光解】
H2O→O2 (氫元素用來與二氧化碳合成有機物)
光合作用 H2O+CO2→(光,葉綠體)O2+有機物(有機物大部分是澱粉C6H10O5
水的光解在葉綠體進行,在光的作用下分解水並釋放氧氣的過程。最早由英國人希爾證實。這是綠色植物特有的生理現象。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們