光化學(xué)反應(yīng)儀的原理公式

1、引發(fā)反應(yīng)產(chǎn)生激發(fā)態(tài)分子(A*) A(分子)+hv→A*

2、A*離解產(chǎn)生新物質(zhì)(C1，C2…) A*→C1+C2+…

3、A*與其它分子(B)反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)(D1，D2…) A*+B→D1+D2+…

4、A*失去能量回到基態(tài)而發(fā)光(熒光或磷光) A*→A+hv

5、A*與其它化學(xué)惰性分子(M)碰撞而失去活性 A*+M→A+M′

反應(yīng)1是引發(fā)反應(yīng)，是分子或原子吸收光子形成激發(fā)態(tài)A*的反應(yīng)。引發(fā)反應(yīng)1所吸收的光子能量需與分子或原子的電子能級(jí)差的能量相適應(yīng)。物質(zhì)分子的電子能級(jí)差值較大，只有遠(yuǎn)紫外光、紫外光和可見光中高能部分才能使價(jià)電子激發(fā)到高能態(tài)。即波長(zhǎng)小于700 nm才有可能引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)。產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)分子活性大，可能產(chǎn)生上述2~4一系列復(fù)雜反應(yīng)。反應(yīng)2和3是激發(fā)態(tài)分子引起的兩種化學(xué)反應(yīng)形式，其中反應(yīng)2于大氣中光化學(xué)反應(yīng)中最重要的一種，激發(fā)分子離解為兩個(gè)以上的分子、原子或自由基，使大氣中的污染物發(fā)生了轉(zhuǎn)化或遷移。反應(yīng)4和5是激發(fā)態(tài)分子失去能量的兩種形式，結(jié)果是回到原來(lái)的狀態(tài)。

大氣中的N2，O2和O3能選擇性吸收太陽(yáng)輻射中的高能量光子(短波輻射)而引起分子離解:N2+hv→N+N λ<120 nm、O2+hv→O+O λ<240 nm 、O3+hv→O2+O λ=220~290 nm。顯然，太陽(yáng)輻射高能量部分波長(zhǎng)小于 290 nm的光子因被O2，O3，N2的吸收而不能到達(dá)地面。大于800 nm長(zhǎng)波輻射(紅外線部分)幾乎*被大氣中的水蒸氣和CO2所吸收。因此只有波長(zhǎng) 300~800 nm的可見光波不被吸收，透過(guò)大氣到達(dá)地面。大氣的低層污染物NO2、SO2、烷基亞硝酸(RONO)、醛、酮和烷基過(guò)氧化物(ROOR′)等也可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng):NO2+bv→NO·+O HNO2(HONO)+hv→NO+HO· RONO+hv→NO·+RO· CH2O+hv→H·+HCO ROOR′+hv→RO·+R′O·

上述光化學(xué)反應(yīng)光吸收一般在 300~400 nm。這些反應(yīng)與反應(yīng)物光吸收特性，吸收光的波長(zhǎng)等因素有關(guān)。應(yīng)該指出，光化學(xué)反應(yīng)大多比較復(fù)雜，往往包含著一系列過(guò)程。