單線態氧

單線態氧，即激發態氧分子。基態氧原子（三線態氧分子）被激發後，原本兩個2pπ*軌道中兩個自旋平行的電子，既可以同時占據一個2pπ*軌道，自旋相反，也可以分別占據兩個2pπ*軌道，自旋相反。兩種激發態，S=0，2S+1=1,即他們的自旋多重性均為1，是單重態（分別用1Δg和1Σg+表示）。因此，激發態氧分子又稱為單線態氧1O2。

基本介紹

• 中文名：單線態氧
• 外文名：singlet oxygen
• 即為：激發態的氧

定義

激發態氧分子。基態氧原子（三線態氧分子）被激發後，原本兩個2pπ*軌道中兩個自旋平行的電子，既可以同時占據一個2pπ*軌道，自旋相反，也可以分別占據兩個2pπ*軌道，自旋相反。兩種激發態，S=0，2S+1=1,即他們的自旋多重性均為1，是單重態（分別用1Δg和1Σg+表示）。因此，激發態氧分子又稱為單線態氧1O2。

電子態	π*2p 軌道電子排布	符號	高出基態的能量/kJ·mol-1
第二激發態（單線態）	↑ ↓	^1Σg^+(^1O2)	154.8
第一激發態（單線態）	↑ ↓	^1Δg(^1O2)	92.0
基態（三線態）	↑ ↑	^3Σg^- (^3O2)	0

壽命

1ΔgO2：10^-6s~10^-5s

1Σg+O2：10^-9s

1ΔgO2>>1Σg+O2,因此通常說的單線態氧就是1Δg。

單線態氧的壽命與其所處環境密切相關，在氣體環境室溫下，可達到1小時以上（有報導為72 分鐘），而在溶液不同溶液中壽命不同。

單線態氧在不同溶劑中的壽命：

溶劑	τ(1Ο2)/μs
水	2
乙醇	10
環己烷	16
正丁醇	19
重水	20 (32)
苯	24
丙酮	25
重氫丙酮	25
乙腈	30
吡啶	33
叔丁醇	34
氯仿	60
二硫化碳	200
六氟苯	600
四氯化碳	700
氟利昂Ⅱ(CF3Cl)	1000

製備

基態氧分子吸收光直接產生1O2是不可能的，躍遷高度禁阻。可以通過光敏化法、微波放電法和化學方法得到。

1.光敏化法就是在光敏化劑作用下對基態氧進行輻照。常用的光敏化劑是一種螢光性染料（如螢光黃、亞甲基藍、葉綠素等），可表示為：

敏化劑----hv--->敏化劑T1

敏化劑T1+O2(基)----能量傳遞--->敏化劑+1O2

2.化學反應製備：H2O2+ClO- ----EtOH--->1O2+H20+Cl-

相關反應

1.主要是1,2-、1,3-及1,4-烯烴的加成：

R2C=CR`2+1O2----->---hv或△--->R2CO+R`2CO

2.1O2在體內會不斷生成與猝滅，並且在多種生理及病理過程中起作用（包括好的和壞的）。例如，在染料光敏化氧化條件下，各種生物成分（蛋白質、胺基酸、核酸等）很容易與氧反應而使有機體損壞，如在動物和人體中會引起蛋白質光氧化疾病等。

圖解