10大氣光化學(xué)反應(yīng)

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1、大氣光化學(xué)反應(yīng)PhotochemicalReactioninAtmosphere1主要內(nèi)容大氣中的光化學(xué)反應(yīng)大氣中的活性氧自由基大氣中重要吸光物質(zhì)的光離解2光化學(xué)反應(yīng)是大氣化學(xué)的重要內(nèi)容。顧名思義，光化學(xué)反應(yīng)是分子、原子、自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)的首要條件是反應(yīng)物質(zhì)必須要吸收光子。只有被分子吸收的光才能引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)。該定律在1818年由Grotthus和Draper提出，故又稱為Grotthus-Draper定律。實質(zhì)上光化學(xué)反應(yīng)是光子誘導(dǎo)的反應(yīng)，可以在很低的濕度環(huán)境與無催化劑存在的條件下進行。大氣中的許多物質(zhì)，在強烈的太陽輻照下

2、，可誘導(dǎo)產(chǎn)生多種光化學(xué)過程，這對大氣中化學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)和最終歸宿，具有決定性的作用。例如，二氧化氮是大氣污染物中光活性最強的一種物質(zhì)，也是光化學(xué)煙霧形成過程中一個重要的參與成分。大氣中的光化學(xué)反應(yīng)3對環(huán)境化學(xué)較重要，研究較多的光化學(xué)反應(yīng)類型有光解反應(yīng)、激發(fā)態(tài)分子的反應(yīng)和光催化反應(yīng)。其中光解反應(yīng)是造成近地大氣層二次污染的重要反應(yīng)，如光化學(xué)煙霧、酸沉降、臭氧層破壞等（表現(xiàn)在對流層中產(chǎn)生活潑化學(xué)物質(zhì)，進入同溫層導(dǎo)致臭氧層的破壞等）。光解反應(yīng)往往是大氣中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的引發(fā)反應(yīng)，是產(chǎn)生活性化學(xué)物質(zhì)和自由基的重要源泉，光解反應(yīng)對大氣中許多污染物的破壞和清除起重要作用。光化學(xué)

3、是大氣污染化學(xué)的重要組成成分，是大氣化學(xué)基礎(chǔ)研究的前沿。photochemistryandfreeradicalreactionsdominateatmosphericchemistry4與普通化學(xué)不同，進行大氣化學(xué)實驗和研究的難度很大。大氣化學(xué)研究中遇到的最大障礙之一,是待測物質(zhì)的濃度極低，導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物的檢測和分析都非常困難。其次，在實驗室中進行高層大氣化學(xué)模擬試驗也會遇到許多意想不到的困難。高海拔介質(zhì)的壓力極低，在此條件下進行模擬實驗，反應(yīng)器器壁釋放的物質(zhì)對試驗有明顯的干擾，致使研究難以準(zhǔn)確實施。此外，容器壁對化學(xué)能量的吸收作用，對某些重要化學(xué)反應(yīng)的催

4、化作用、對某些物質(zhì)的吸附作用以及與一些高活性物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)性等都會給高層大氣化學(xué)的實驗室研究造成干擾和困難。5太陽光的特性1米=106微米=109毫微米=109納米=1010埃6紅外光紅外線（Infraredray,IR）也叫紅外光，其波長范圍為0.75～1000μm，是介于紅光和微波（一般指分米波、厘米波、毫米波段的無線電波）之間的電磁輻射。按波長的差別，大致可分為三個波段：0.77～3.0μm為近紅外區(qū)，3.0～30.0μm為中紅外區(qū)，30.0～1000μm為遠紅外區(qū)。紅外線不能引起視覺，有較強的穿透能力，在通過云霧等充滿懸浮粒子的物質(zhì)時，不易被散射，

5、還有顯著的熱效應(yīng)，容易被物體吸收，轉(zhuǎn)化為它的內(nèi)能，使物體變熱。7可見光在太陽輻射的電磁波中，能引起人們?nèi)庋垡曈X的是0.76～0.4μm（7600～4000埃）波段的電磁波，即人們能看見的光線，稱為可見光。太陽的可見光呈白色，但通過棱鏡時，其可見光的不同波長可分為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色，其中紅光波長為0.76～0.62μm，橙光為0.62～0.59μm，黃色為0.59～0.57μm，綠色為0.57～0.49μm，藍光-靛光為0.49～0.45μm，紫光為0.45～0.39μm。8紫外光紫外線，亦稱紫外光，在電磁波中，波長比紫光短。在光譜中，它排在可見

6、光紫光的外側(cè)，故稱紫外線。紫外線的波長范圍為0.40～0.04μm（40~400nm），是介于紫光與X射線之間的電磁輻射。紫外線不能引起視覺，人們看不見它?？梢姽饽芡高^的物質(zhì)，對于紫外線的某些波段卻能強烈的吸收。紫外線有很強灼傷性。太陽輻射中的紫外線，通過大氣層時，波長0.28μm以下的紫外線，幾乎全被吸收，只有很少量的紫外線到達地面，但對人類和動物已無危害，并對殺菌、消毒能起到一定作用。9愛克斯光X射線，是1895年德國物理學(xué)家倫琴首先發(fā)現(xiàn)的，所以也叫倫琴射線，通稱愛克斯光。其波長約為0.0020～0.000006μm（20～0.06埃），是大致介于紫外

7、線和γ射線之間的波長很短一種電磁輻射。X射線穿透力很強，它能透過可見光不能透過的物體，如紙、人體、木材、金屬片等，能使熒光物質(zhì)發(fā)光，照相乳膠感光，氣體電離。10γ射線γ射線，亦稱丙種射線（α射線稱甲種射線，β射線稱乙種射線），是從放射性物質(zhì)的原子核中放射出來的。當(dāng)原子核從能量較高的狀態(tài)轉(zhuǎn)變到能量較低的狀態(tài)時，常以γ射線的形式釋放出能量。γ射線的波長極短，波長通常在1埃以下，是能量較高的電磁輻射。它的性質(zhì)與X射線基本相同，但比X射線硬度更高，穿透性更強，它能穿透30cm厚的鋼鐵部件。原子核在衰變過程中都能產(chǎn)生γ射線。11下面來看一下光化學(xué)反應(yīng)的歷程：（1）初

8、級過程（起始反應(yīng)）：A+hνA*A*為A的激發(fā)態(tài)，hν表示一個光量