Ионизации

Фотодиссоциация (уравнения 1-3) осуществляется не прямо, но через процесс ионизации. В 1924 году было установлено, что в верхних слоях атмосферы имеются свободные электроны, а по закону баланса зарядов должны быть и положительно заряженные ионы. Откуда же берутся эти ионы? В меньшей мере от воздействия электронов, прилетающих от Солнца вместе с солнечным ветром, а в большей мере - вследствие фотодиссоциации. При воздействии фотона молекула в начале может поглотить его, не расщепляясь при этом на атомы. Фотон выбивает из молекулы электрон самого слабого верхнего уровня, и образуется молекулярный положительный ион. Таким же образом может подвергнуться ионизации и нейтральный атом.

Фотоны, вызывающие ионизацию, по своей энергии относятся к высокочастотной коротковолновой области в пределах ультрафиолета. Это излучение не доходит до поверхности Земли, его поглощают верхние слои атмосферы (табл. 1).

Таблица.1

Реакции ионизации и затраты энергии на неё

4.Диссоциативная рекомбинация. Образующиеся молекулярные ионы обладают очень большой реакционной способностью, быстро реагируют с любыми другими частицами при столкновении, эти реакции носят экзотермический характер. Но так как при высоком разряжении отдача избыточной энергии маловероятна, то более вероятна рекомбинация иона с электроном, сопровождающаяся диссоциацией молекулярных ионов с образованием нейтральных атомов:

N₂⁺ + 2 ® N (г) + N (г) ;

O₂⁺ + 2 ® O (г) + O (г) ;

NO⁺ +2 ® N (г) + O (г) .

Такие реакции называются реакциями диссоциативной рекомбинации. Атомарный азот в верхних слоях атмосферы образуется исключительно в результате такой реакции.

5. Перенос или обмен заряда.Когда молекулярный ион все же сталкивается с какой-либо нейтральной частицей, между ними может произойти перенос электрона: N₂⁺ (г) + О₂ (г) ® N₂ (г) + О₂⁺ (г). Это возможно, если Е₁(O₂)< E₂(N₂), то есть энергия ионизации молекулы, теряющей электрон, должна быть меньше энергии молекулы, приобретающей электрон (реакция должна быть экзотермическая).

О⁺(г) + О₂(г) ® О (г) + О₂⁺ (г);

О₂⁺(г) + NО (г) ® О₂ (г) + NО⁺ (г);

N₂⁺(г) + NО (г) ® N₂ (г) + NО⁺ (г) .

Реакции переноса заряда играют большую роль во многих областях химии, особенно в биохимии. Реакции переноса заряда не сопровождаются разрывом химических связей, осуществляется только перенос электрона от одной частицы к другой.

Дата добавления: 2014-05-01; просмотров: 345; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!