Экологическая химия. Чибисова Н.В - 65 стр.

    Вспомним, что произведение частоты и длины волны электромагнитно-
                                                                   с
го излучения равно скорости света: ν·λ = с = 3,00·108 м/с; λ =        =
                                                                   υ
  3,00 ⋅ 108 м / с ⋅ 10 9 нм
=                            = 242 нм.
    1,24 ⋅ 1015 с −1 ⋅ 1 м
    К нашему счастью, молекулы О2 поглощают большую часть коротко-
волнового излучения с высокой энергией, прежде чем оно достигнет ниж-
ней части атмосферы. При этом образуется атомарный кислород. На высо-
тах около 400 км диссоциировано 99% молекул кислорода, на долю моле-
кул О2 приходится лишь 1%. На высоте 130 км содержание О2 и О одина-
ково. На меньших высотах содержание молекулярного кислорода больше
такового атомарного.
    Энергия диссоциации молекулы N2 очень велика, значит, разорвать мо-
лекулу могут только фотоны с чрезвычайно высокой энергией и очень ма-
лой λ. Таких фотонов немного, да и молекула азота плохо поглощает фо-
тоны, даже если их энергия окажется достаточной. Вследствие этого ато-
марного азота очень мало.
    Фотодиссоциация воды. Концентрация паров воды значительна вбли-
зи поверхности Земли, но быстро уменьшается с высотой. На высоте 30 км
(стратосфера) составляет три молекулы на миллион молекул смеси. Одна-
ко, оказавшись в верхних слоях, вода подвергается фотодиссоциации:
                    Н2О (г) + hν → Н (г) + ОН (г);                   (2)
                     ОН (г) + hν → Н (г) + О (г).                    (3)
   Фотодиссоциация (уравнения 1-3) осуществляется через процесс иони-
зации. 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 мень-
шей мере от воздействия электронов, прилетающих от Солнца вместе с
солнечным ветром, а в большей мере - вследствие фотодиссоциации. При
воздействии фотона молекула может поглотить его, не расщепляясь на
атомы. При этом фотон выбивает из молекулы электрон самого верхнего
уровня, и образуется молекулярный ион. Таким же образом может под-
вергнуться ионизации и нейтральный атом.
   Фотоны, вызывающие ионизацию, относятся к высокочастотной корот-
коволновой области в пределах ультрафиолета. Это излучение не доходит
до поверхности Земли, его поглощают верхние слои атмосферы (табл. 7.2).
                                                             Таблица 7.2
           Реакции, происходящие в верхних слоях атмосферы


                                                                     63