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第二章大气环境化学Ch2EnvironmentalchemistryinAtmosphere第二章FigureMajorregionsoftheatmosphere(nottoscale)..............EarthSealevelStratosphereN2,O2H2O,CO2

TroposphereMesosphereThermosphereO310-16km50km85km500km15℃-56℃-2℃-92℃1200℃O3+hv(220nm-330nm)→O2+OO2+,NO+IncomingSolarradiation[O]>>[O2]O2+,O+,NO+1200km,[O]=[O2]Highenergyultraviolet:λ<100nm,Penetrationto~200kmInfrared,visible,andultraviolet:λ>330nm,penetrationtoEearth’ssurfaceUltraviolet:λ200-330nm,penetrationto~50km

FigureMajorregionsofthe内容提要大气中主要污染物及其迁移转化大气的结构光化学基础重要的大气污染化学问题及其形成机制内容提要大气中主要污染物及其迁移转化要求了解:大气中的主要污染物,大气的结构,三大全球性环境问题。掌握:

污染物发生的转化过程,特别是重要污染物参与光化学烟雾和硫酸烟雾的形成过程和机理。

要求了解:第一节大气中污染物的迁移一、大气的组成1.清洁大气其他气体(CH4、SO2、NH3、CO、O3)<0.01%、水(正常范围1-3%)

大气(干空气)的正常组成第一节大气中污染物的迁移一、大气的组成大气(干空气)的2.大气污染物人类活动及自然界都不断向大气排放各种各样的物质,这些物质在大气中存在一定的时间。当某种物质的含量超过了正常水平而对人类和生态环境产生不良影响时,就构成了

大气污染物。2.大气污染物种类:(笔记)物理状态:气态、颗粒;形成过程:一次、二次;化学组成:SNCX种类:(笔记)

含硫化合物:H2S、SO2、SO3、H2SO4、SO32-、SO42-、有机硫化物等

来源:火山喷发:H2S、SO2等土壤厌氧微生物与植物释放:H2S、(SO2)陆地上降雨:SO2、SO42-风吹起的海盐:SO42-

人为活动:含硫燃料的燃烧。来源:火山喷发:H2S、SO2等含氮化合物

NO、NO2、N2O5、NH3、NO3-、NO2-、NH4+来源:光化学反应、闪电、微生物固化、火山爆发、森林失火

人为污染:燃料燃烧、氮肥、炸药、染料含氮化合物

含碳化合物:CO、CO2、CHx、含氧烃等来源:海洋中生物作用、植物叶绿素的分解、森林中CO2的放出,人为活动:含碳燃料燃烧不完全(CO)、CO2含碳化合物:含卤素化合物:有机的卤代烃和无机的氯化物和氟化物,其中前者对环境影响最为严重。如:氟氯烃类,破坏臭氧层。

氟利昂(Freon的音译): 指含碳、氟、在许多情况下还含有其他卤素(特别是氯)和氢的一类脂肪族有机化合物。是无色、无味、不可燃、无腐蚀性、低毒性的气体或液体。CFCl3(氟里昂-11)CF2Cl2(氟里昂-12)含卤素化合物:哈龙(Halon的音译):它属于一类称为卤(氟和溴)代烷的化学品,主要用于灭火药剂。它通过破坏燃烧或爆炸的复杂的化学链式反应来达到灭火的目的。消防行业广泛使用的哈龙灭火剂是损耗臭氧的物质。污染物在大气中是如何分布的?哈龙(Halon的音译):图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层中间层顶中间层平流层顶对流层顶平流层对流层100806040200160200240280T(K)Z(km)0.8020481216Z(km)00.20.40.61.0ρ0/

ρ0s

二、大气的温度层结图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层

对流层(troposphere)

(0km-17km)空气具有强烈的对流(垂直),污染物排放直接进入对流层,集中了大气中90.9%天气现象。

对流层(troposphere)(0斗笠云斗笠云旗云旗云环状云环状云龙卷风1龙卷龙卷风1龙龙卷风2龙卷龙卷风2龙雨雨露露闪电闪电冰雹,北京,20050531冰雹,北京,20050531冰冰雪雪雾雾雾淞雾淞北极的海市蜃楼前方的山是假的北极的海市蜃楼前方的山是假的虹虹垂直对流1垂直对流垂直对流1垂直对流垂直对流2垂直对流垂直对流2垂直对流极光2极光极光2极光太湖日出太湖日出黄山日落黄山日落20世纪90年代末我国酸雨区域分布20世纪90年代末我国酸雨区域分布CO2,CH4,N2O,HFCs,FCs,SF6等6种主要温室气体,其中CO2含量最高,寿命长,对温室效应影响最大!温室效应(Greenhouseeffect)CO2,CH4,N2O,HFCs,FCs,SF6光化学烟雾日变化曲线光化学烟雾

平流层(stratosphere)

17-55km气体状态稳定,垂直对流很小,大气透明度高。

臭氧层存在于对流层上面的平流层中,距地面0-50Km,臭氧层吸收99%以上来自太阳的紫外辐射,从而保护地球生物不受其伤害,维持地球的生态平衡。

平流层(stratosphere)17-55南极臭氧空洞(根据NASA卫星数据)臭氧层破坏:氮氧化物和氯氟烃类与臭氧发生化学反应。南极臭氧空洞(根据NASA卫星数据)臭氧层破坏:氮氧化物

中间层(mesosphere)55-85Km气温下降达-95℃,垂直运动剧烈,发生光化学反应。

热层(thermsphere)500Km空气密度很小,温度升高到1200℃该层又叫电离层。中间层(mesosphere)55-85Km图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层中间层顶中间层平流层顶对流层顶平流层对流层100806040200160200240280T(K)Z(km)0.8020481216Z(km)00.20.40.61.0ρ0/

ρ0s

二、大气的温度层结图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层Figure2-3.Majorregionsoftheatmosphere(nottoscale)..............EarthSealevelStratosphereN2,O2H2O,CO2

TroposphereMesosphereThermosphereO310-16km50km85km500km15℃-56℃-2℃-92℃1200℃O3+hv(220nm-330nm)→O2+OO2+,NO+IncomingSolarradiation[O]>>[O2]O2+,O+,NO+1200km,[O]=[O2]Highenergyultraviolet:λ<100nm,Penetrationto~200kmInfrared,visible,andultraviolet:λ>330nm,penetrationtoEearth’ssurfaceUltraviolet:λ200-330nm,penetrationto~50km

Figure2-3.Majorregionsoft1.

风和大气湍流的影响风—使污染物向下风向扩散湍流—使污染物向各风向扩散2.浓度梯度—使污染物发生质量扩散3.天气形势和地理地势的影响三.影响大气污染物迁移的因素(笔记)1.风和大气湍流的影响三.影响大气污染物迁移的因素(笔第二节大气中污染物的转化

污染物的迁移过程只是污染物在大气中的空间分布发生了变化,而它们的化学组成不变。

污染物的转化是污染物在大气中经过化学反应,如光解、氧化还原、酸碱中和以及聚合等反应,转化为无毒化合物,从而除去了污染;或者转化成为毒性更大的二次污染物,加重了污染。

第二节大气中污染物的转化污染物的迁移过程一、自由基化学基础(笔记)

自由基是指由于共价键均裂而生成的带有未成对电子的碎片。

HO.、HO2.、RO.

、RO2.和RC(O)O2.等

一、自由基化学基础(笔记)自由基的产生方法热裂解、光解、氧化还原、电解和诱导分解法。

大气化学中,有机化合物的光解最重要。许多物质在波长适当的紫外线或可见光的照射下,生成自由基。

自由基的产生方法凡是有自由基生成或由其诱发的反应叫自由基反应。分类:

单分子自由基反应自由基—分子相互作用自由基—自由基相互作用大气环境化学1-9-8课件

自由基的半衰期可以是几分钟或更长时间。自由基参加反应,每次反应的产物之一是自由基,最后通过另一个自由基反应使链终止,如:

自由基的半衰期可以是几分钟或更长时间。自由基反应在分子的哪一部分发生是由能量所决定的,一般总是发生在键能最低的化学键处。自由基反应在分子的哪一部分发生是由能量所决定的,如:烷基过氧化物R-O-O-R,,分子的薄弱环节是O-O单键(114.3kJ.mol-1),而烷基中的C-C键(344kJ.mol-1)和C-H键(415kJ.mol-1)的键能都较高,因而在O-O断裂产生,产生两种烷氧自由基(RO和R'O)。如:烷基过氧化物R-O-O-R,,二、光化学反应1.光化学反应基础(1)光化学反应过程分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称光化学反应,大气光化学反应分为两个过程:

初级过程次级过程

二、光化学反应

初级过程:化学物种吸收光量子形成激发态物种,其基本步骤为:分子接受光能后可能产生三种能量跃迁:电子的(UV-vis),振动的(IR),转动的(NMR),只有电子跃迁才能产生激发态物种。初级过程:化学物种吸收光量子形成激发态物种能发生如下反应:1)辐射跃迁,通过辐射磷光或荧光失活

2)碰撞失活,为无辐射跃迁

以上两种是光物理过程

激发态物种能发生如下反应:

3)光离解,生成新物质

4)与其它分子反应生成新物种

这两种过程为光化学过程3)光离解,生成新物质

次级过程

初级过程中反应物与生成物之间进一步发生的反应,如大气中HCl的光化学反应过程:

(初级过程)

(次级过程)次级过程(2)大气光化学反应的规律

当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂,即光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应。

其次,为使分子产生有效的光化学反应,光还必须被所作用的分子吸收,即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱,才能产生光化学反应。(2)大气光化学反应的规律当激发态分子的

光被分子吸收的过程是单光子过程,由于电子激发态分子的寿命<10-8s,在如此短的时间内,辐射强度比较弱的情况下,只可能单光子过程,再吸收第二个光子的几率很小。光被分子吸收的过程是单光子过程,(3)光量子能量与化学键之间的关系

光量子能量

c—光速2.9979×1010cm/s,λ—光量子波长,h—普朗克常数,6.626×10-34J·S/光量子若一个分子吸收一个光量子,1mol分子吸收的总能量:

(N0—6.022×1023)

(3)光量子能量与化学键之间的关系光量子能量若λ=400nm,E=299.1kJ/molλ=700nm,E=170.9kJ/mol通常化学键的能量大于170.9kJ/mol,所以波长大于700nm的光一般就不能引起光化学离解。若λ=400nm,E=299.1kJ/mo2.大气中重要吸光物质的光离解

大气中的某些组成或污染物可吸收不同波长的光(1)O2、N2的光离解

氧分子的键能为493.8kJ/mol,的紫外光可以引起氧的光解。

2.大气中重要吸光物质的光离解大气中的某些组成

N2键能较大,为939.4kJ/mol,对应的光波长为127nm,因此,N2的光离解限于臭氧层以上。

(2)O3的光离解

在平流层中,O2光解产生的O可与O2发生如下反应:

这一反应是平流层中O3的来源,也是消除O的主要过程。它不仅吸收了来自太阳的紫外光而保护了地面的生物,同时也是上层大气能量的一个储库。

(2)O3的光离解在平流层中,O2光解产生的O可O3的光解反应:

O3的离解能很低,键能为101.2kJ/mol,相对应的光吸收波长为1180nm,因此在紫外光和可见光范围内均有吸收,主要吸收来自波长小于290nm的紫外光。

O3的光解反应:(3)NO2的光离解

NO2的键能为300.5kJ/mol,在大气中活泼,易参加许多光化学反应,是城市大气中重要的吸光物质,在低层大气中可以吸收全部来自太阳的紫外光和部分可见光,在290-400nm范围内有连续光谱,在对流层大气中具有实际意义。

(3)NO2的光离解NO2的键能为300.5kJ/据称是大气中唯一已知O3的人为来源据称是大气中唯一已知O3的人为来源(4)HNO2、HNO3的光解亚硝酸HO-NO间键能为201.1kJ/mol,H-ONO间键能为324.0kJ/mol,HNO2对200-400nm的光有吸收:(初级过程)(初级过程)

(4)HNO2、HNO3的光解亚硝酸HO-NO

(次级过程)

由于HNO2可以吸收300nm以上的光而离解,因而认为HNO2的光解是大气中HO.的重要来源之一。

HNO3的HO-NO2间键能为199.4kJ/mol,对120-335nm的辐射有不同的吸收,其光解机理是:

(有CO存在时)

产生过氧自由基和过氧化氢

HNO3的HO-NO2间键能为199.4kJ(5)SO2对光的吸收

SO2的键能为545.1kJ/mol,吸收光谱中呈现三条吸收带,键能大,240-400nm的光不能使其离解,只能生成激发态:

SO2*在污染大气中可参与许多光化学反应。

(5)SO2对光的吸收SO2的键能为5(6)甲醛的光离解

HCHO中H-CHO的键能为356.5kJ/mol,它对240–360nm范围内的光有吸收,吸光后的光解反应为:

初级过程

(6)甲醛的光离解HCHO中H-CHO的键能对流层中由于有O2的存在,可进一步反应:醛类光解是过氧自由基的主要来源次级过程对流层中由于有O2的存在,可进一步反应:次级过程(7)卤代烃的光解

卤代甲烷的光解最有代表性,对大气污染的化学作用最大,CH3X光解的初级过程如下:1)卤代甲烷在近紫外光的照射下离解:

(7)卤代烃的光解

卤代甲烷的光解最有代表性,对大2)如果有一种以上的卤素,则断裂的是最弱的键。CH3-F>CH3-H>CH3-Cl>CH3-Br>CH3-I3)CFCl3(氟里昂-11)CF2Cl2(氟里昂-12)的光解:

三个键都断裂不可能2)如果有一种以上的卤素,则断裂的是

思考与习题1.影响大气污染物的迁移的因素?2.大气中有哪些重要吸光物质?其吸光特征是什么?思考与习题1.影响大气污染物的迁移的因素?第二章大气环境化学Ch2EnvironmentalchemistryinAtmosphere第二章FigureMajorregionsoftheatmosphere(nottoscale)..............EarthSealevelStratosphereN2,O2H2O,CO2

TroposphereMesosphereThermosphereO310-16km50km85km500km15℃-56℃-2℃-92℃1200℃O3+hv(220nm-330nm)→O2+OO2+,NO+IncomingSolarradiation[O]>>[O2]O2+,O+,NO+1200km,[O]=[O2]Highenergyultraviolet:λ<100nm,Penetrationto~200kmInfrared,visible,andultraviolet:λ>330nm,penetrationtoEearth’ssurfaceUltraviolet:λ200-330nm,penetrationto~50km

FigureMajorregionsofthe内容提要大气中主要污染物及其迁移转化大气的结构光化学基础重要的大气污染化学问题及其形成机制内容提要大气中主要污染物及其迁移转化要求了解:大气中的主要污染物,大气的结构,三大全球性环境问题。掌握:

污染物发生的转化过程,特别是重要污染物参与光化学烟雾和硫酸烟雾的形成过程和机理。

要求了解:第一节大气中污染物的迁移一、大气的组成1.清洁大气其他气体(CH4、SO2、NH3、CO、O3)<0.01%、水(正常范围1-3%)

大气(干空气)的正常组成第一节大气中污染物的迁移一、大气的组成大气(干空气)的2.大气污染物人类活动及自然界都不断向大气排放各种各样的物质,这些物质在大气中存在一定的时间。当某种物质的含量超过了正常水平而对人类和生态环境产生不良影响时,就构成了

大气污染物。2.大气污染物种类:(笔记)物理状态:气态、颗粒;形成过程:一次、二次;化学组成:SNCX种类:(笔记)

含硫化合物:H2S、SO2、SO3、H2SO4、SO32-、SO42-、有机硫化物等

来源:火山喷发:H2S、SO2等土壤厌氧微生物与植物释放:H2S、(SO2)陆地上降雨:SO2、SO42-风吹起的海盐:SO42-

人为活动:含硫燃料的燃烧。来源:火山喷发:H2S、SO2等含氮化合物

NO、NO2、N2O5、NH3、NO3-、NO2-、NH4+来源:光化学反应、闪电、微生物固化、火山爆发、森林失火

人为污染:燃料燃烧、氮肥、炸药、染料含氮化合物

含碳化合物:CO、CO2、CHx、含氧烃等来源:海洋中生物作用、植物叶绿素的分解、森林中CO2的放出,人为活动:含碳燃料燃烧不完全(CO)、CO2含碳化合物:含卤素化合物:有机的卤代烃和无机的氯化物和氟化物,其中前者对环境影响最为严重。如:氟氯烃类,破坏臭氧层。

氟利昂(Freon的音译): 指含碳、氟、在许多情况下还含有其他卤素(特别是氯)和氢的一类脂肪族有机化合物。是无色、无味、不可燃、无腐蚀性、低毒性的气体或液体。CFCl3(氟里昂-11)CF2Cl2(氟里昂-12)含卤素化合物:哈龙(Halon的音译):它属于一类称为卤(氟和溴)代烷的化学品,主要用于灭火药剂。它通过破坏燃烧或爆炸的复杂的化学链式反应来达到灭火的目的。消防行业广泛使用的哈龙灭火剂是损耗臭氧的物质。污染物在大气中是如何分布的?哈龙(Halon的音译):图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层中间层顶中间层平流层顶对流层顶平流层对流层100806040200160200240280T(K)Z(km)0.8020481216Z(km)00.20.40.61.0ρ0/

ρ0s

二、大气的温度层结图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层

对流层(troposphere)

(0km-17km)空气具有强烈的对流(垂直),污染物排放直接进入对流层,集中了大气中90.9%天气现象。

对流层(troposphere)(0斗笠云斗笠云旗云旗云环状云环状云龙卷风1龙卷龙卷风1龙龙卷风2龙卷龙卷风2龙雨雨露露闪电闪电冰雹,北京,20050531冰雹,北京,20050531冰冰雪雪雾雾雾淞雾淞北极的海市蜃楼前方的山是假的北极的海市蜃楼前方的山是假的虹虹垂直对流1垂直对流垂直对流1垂直对流垂直对流2垂直对流垂直对流2垂直对流极光2极光极光2极光太湖日出太湖日出黄山日落黄山日落20世纪90年代末我国酸雨区域分布20世纪90年代末我国酸雨区域分布CO2,CH4,N2O,HFCs,FCs,SF6等6种主要温室气体,其中CO2含量最高,寿命长,对温室效应影响最大!温室效应(Greenhouseeffect)CO2,CH4,N2O,HFCs,FCs,SF6光化学烟雾日变化曲线光化学烟雾

平流层(stratosphere)

17-55km气体状态稳定,垂直对流很小,大气透明度高。

臭氧层存在于对流层上面的平流层中,距地面0-50Km,臭氧层吸收99%以上来自太阳的紫外辐射,从而保护地球生物不受其伤害,维持地球的生态平衡。

平流层(stratosphere)17-55南极臭氧空洞(根据NASA卫星数据)臭氧层破坏:氮氧化物和氯氟烃类与臭氧发生化学反应。南极臭氧空洞(根据NASA卫星数据)臭氧层破坏:氮氧化物

中间层(mesosphere)55-85Km气温下降达-95℃,垂直运动剧烈,发生光化学反应。

热层(thermsphere)500Km空气密度很小,温度升高到1200℃该层又叫电离层。中间层(mesosphere)55-85Km图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层中间层顶中间层平流层顶对流层顶平流层对流层100806040200160200240280T(K)Z(km)0.8020481216Z(km)00.20.40.61.0ρ0/

ρ0s

二、大气的温度层结图2-1大气温度的垂直分布图2-2大气密度的垂直分布热层Figure2-3.Majorregionsoftheatmosphere(nottoscale)..............EarthSealevelStratosphereN2,O2H2O,CO2

TroposphereMesosphereThermosphereO310-16km50km85km500km15℃-56℃-2℃-92℃1200℃O3+hv(220nm-330nm)→O2+OO2+,NO+IncomingSolarradiation[O]>>[O2]O2+,O+,NO+1200km,[O]=[O2]Highenergyultraviolet:λ<100nm,Penetrationto~200kmInfrared,visible,andultraviolet:λ>330nm,penetrationtoEearth’ssurfaceUltraviolet:λ200-330nm,penetrationto~50km

Figure2-3.Majorregionsoft1.

风和大气湍流的影响风—使污染物向下风向扩散湍流—使污染物向各风向扩散2.浓度梯度—使污染物发生质量扩散3.天气形势和地理地势的影响三.影响大气污染物迁移的因素(笔记)1.风和大气湍流的影响三.影响大气污染物迁移的因素(笔第二节大气中污染物的转化

污染物的迁移过程只是污染物在大气中的空间分布发生了变化,而它们的化学组成不变。

污染物的转化是污染物在大气中经过化学反应,如光解、氧化还原、酸碱中和以及聚合等反应,转化为无毒化合物,从而除去了污染;或者转化成为毒性更大的二次污染物,加重了污染。

第二节大气中污染物的转化污染物的迁移过程一、自由基化学基础(笔记)

自由基是指由于共价键均裂而生成的带有未成对电子的碎片。

HO.、HO2.、RO.

、RO2.和RC(O)O2.等

一、自由基化学基础(笔记)自由基的产生方法热裂解、光解、氧化还原、电解和诱导分解法。

大气化学中,有机化合物的光解最重要。许多物质在波长适当的紫外线或可见光的照射下,生成自由基。

自由基的产生方法凡是有自由基生成或由其诱发的反应叫自由基反应。分类:

单分子自由基反应自由基—分子相互作用自由基—自由基相互作用大气环境化学1-9-8课件

自由基的半衰期可以是几分钟或更长时间。自由基参加反应,每次反应的产物之一是自由基,最后通过另一个自由基反应使链终止,如:

自由基的半衰期可以是几分钟或更长时间。自由基反应在分子的哪一部分发生是由能量所决定的,一般总是发生在键能最低的化学键处。自由基反应在分子的哪一部分发生是由能量所决定的,如:烷基过氧化物R-O-O-R,,分子的薄弱环节是O-O单键(114.3kJ.mol-1),而烷基中的C-C键(344kJ.mol-1)和C-H键(415kJ.mol-1)的键能都较高,因而在O-O断裂产生,产生两种烷氧自由基(RO和R'O)。如:烷基过氧化物R-O-O-R,,二、光化学反应1.光化学反应基础(1)光化学反应过程分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称光化学反应,大气光化学反应分为两个过程:

初级过程次级过程

二、光化学反应

初级过程:化学物种吸收光量子形成激发态物种,其基本步骤为:分子接受光能后可能产生三种能量跃迁:电子的(UV-vis),振动的(IR),转动的(NMR),只有电子跃迁才能产生激发态物种。初级过程:化学物种吸收光量子形成激发态物种能发生如下反应:1)辐射跃迁,通过辐射磷光或荧光失活

2)碰撞失活,为无辐射跃迁

以上两种是光物理过程

激发态物种能发生如下反应:

3)光离解,生成新物质

4)与其它分子反应生成新物种

这两种过程为光化学过程3)光离解,生成新物质

次级过程

初级过程中反应物与生成物之间进一步发生的反应,如大气中HCl的光化学反应过程:

(初级过程)

(次级过程)次级过程(2)大气光化学反应的规律

当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂,即光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应。

其次,为使分子产生有效的光化学反应,光还必须被所作用的分子吸收,即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱,才能产生光化学反应。(2)大气光化学反应的规律当激发态分子的

光被分子吸收的过程是单光子过程,由于电子激发态分子的寿命<10-8s,在如此短的时间内,辐射强度比较弱的情况下,只可能单光子过程,再吸收第二个光子的几率很小。光被分子吸收的过程是单光子过程,(3)光量子能量与化学键之间的关系

光量子能量

c—光速2.9979×1010cm/s,λ—光量子波长,h—普朗克常数,6.626×10-34J·S/光量子若一个分子吸收一个光量子,1mol分子吸收的总能量:

(N0—6.022×1023)

(3)光量子能量与化学键之间的关系光量子能量若λ=400nm,E=299.1kJ/molλ=700nm,E=170.9kJ/mol通常化学键的能量大于170.9kJ/mol,所以波长大于700nm的光一般就不能引起光化学离解。若λ=400nm,E=299.1kJ/mo2.大气中重要吸光物质的光离解

大气中的某些组成或污染物可吸收不同波长的光(1)O2、N2的光离解

氧分子的键能为493.8kJ/mol,的紫外光可以引起氧的光解。

2.大气中重要吸光物质的光离解大气中的某些组成

N2键能较大,为939.4kJ/mol,对应的光波长为127nm,因此,N2的光离解限于臭氧层以上。

(2)O3的光离解

在平流层中,O2光解产生的O可与O2发生如下反应:

这一反应是平流层中O3的来源,也是消除O的主要过程。它不仅吸收了来自太阳的紫外光而保护了地面的生物,同时也是上层大气能量的一个储库。

(2)O3的光离解在平流层中,O2光解产生的O可O3的光解反应:

O3的离解能很低,键能为101.2kJ/mol,相对应的光吸收波长为1180nm,因此在紫外光和可见光范围内均有吸收,主要吸收来自波长小于290nm的紫外光。

O3的光解反应:(3)NO2的光离解

NO2的键能为300.5kJ/mol,在大气中活泼,易参加许多光化学反应,是城市大气中重要的吸光物质,在低层大气中可以吸收全部来自太阳的紫外光和部分可见光,在290-400nm范围内有连续光谱,在对流层大气中具有实际意义。

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