光化学反应仪反应原理

原理
1、引发反应产生激发态分子（A*） A（分子）+hv→A*
2、A*离解产生新物质（C1，C2…） A*→C1+C2+…
3、A*与其它分子（B）反应产生新物质（D1，D2…） A*+B→D1+D2+…
4、A*失去能量回到基态而发光（荧光或磷光） A*→A+hv
5、A*与其它化学惰性分子（M）碰撞而失去活性 A*+M→A+M′
反应1是引发反应，是分子或原子吸收光子形成激发态A*的反应。引发反应1所吸收的光子能量需与分子或原子的电子能级差的能量相适应。物质分子的电子能级差值较大，只有远紫外光、紫外光和可见光中高能部分才能使价电子激发到高能态。即波长小于700 nm才有可能引发光化学反应。产生的激发态分子活性大，可能产生上述2～4一系列复杂反应。反应2和3是激发态分子引起的两种化学反应形式，其中反应2于大气中光化学反应中zui重要的一种，激发分子离解为两个以上的分子、原子或自由基，使大气中的污染物发生了转化或迁移。反应4和5是激发态分子失去能量的两种形式，结果是回到原来的状态。
大气中的N2，O2和O3能选择性吸收太阳辐射中的高能量光子（短波辐射）而引起分子离解：N2+hv→N+N λ<120 nm、O2+hv→O+O λ<240 nm 、O3+hv→O2+O λ=220～290 nm。显然，太阳辐射高能量部分波长小于 290 nm的光子因被O2，O3，N2的吸收而不能到达地面。大于800 nm长波辐射（红外线部分）几乎完全被大气中的水蒸气和CO2所吸收。因此只有波长 300～800 nm的可见光波不被吸收，透过大气到达地面。大气的低层污染物NO2、SO2、烷基亚硝酸（RONO）、醛、酮和烷基过氧化物（ROOR′）等也可发生光化学反应：NO2+bv→NO·+O HNO2（HONO）+hv→NO+HO· RONO+hv→NO·+RO· CH2O+hv→H·+HCO ROOR′+hv→RO·+R′O·
上述光化学反应光吸收一般在 300～400 nm。这些反应与反应物光吸收特性，吸收光的波长等因素有关。应该指出，光化学反应大多比较复杂，往往包含着一系列过程。