Предыдущая Следующая
N2+ +  ® N (г) + N (г) ;
O2+ + ® O (г) + O (г) ;
NO+ + ® N (г) + O (г) .
Такие реакции называются реакциями
диссоциативной рекомбинации. Атомарный азот в верхних слоях атмосферы образуется
исключительно в результате такой реакции.
Перенос заряда. Когда молекулярный ион 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. Но существует класс реакций в атмосфере, в ходе которых частицы
обмениваются атомами:
O+ (г) + N2 (г) ® N (г) + NО+ (г) ;
N2+ (г) + О (г) ® N (г) + NО+ (г) .
Эти реакции являются экзотермическими и протекают очень легко, при
этом образуется молекулярный ион NО+ (г). Поскольку энергия
ионизации NО самая низкая из всех частиц, находящихся в верхних слоях
атмосферы, то NО+ (г) не может ничем нейтрализоваться и
этот ион является преобладающим в данной области. Таким образом, молекулы N2,
О2 и NО отфильтровывают большую часть опасного (жесткого)
ультрафиолетового излучения на высоте около 100 км.
На высоте более 30
км фотодиссоциация кислорода остается (реакция 1).
В мезосфере и стратосфере концентрация молекулярного кислорода превышает
концентрацию атомарного кислорода, поэтому образующиеся атомы часто
сталкиваются с молекулами О2, что приводит к образованию озона:
О (г) + О2(г) «
О3* + 105 кДж/моль.
Эта реакция обратима и если частица О3* не
отдает избыточную энергию при столкновении с другой (N2 и О2),
то молекула распадется. Чем ниже к Земле, тем больше концентрация газов N2
и О2, тем чаще столкновение и стабилизация озона. Но опять же,
чем ниже, тем меньше диссоциация О2 на атомы, так как отфильтровано
излучение с длиной волны 242 нм. Максимальная скорость образования озона на
высоте 50 км,
так как мало атомов кислорода и, следовательно, мало озона.
Предыдущая Следующая
|
