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光化学反应每次吸收多少个光子

发布时间:2022-08-02 10:30:11

❶ 光化学反应

光化学反应是自然科学的一种反应名称。光化学反应又称光化学反应或光化作用。物质一般在可见光或紫外线的照射下而产生的化学反应,是由物质的分子吸收光子后所引发的反应。
原理
光化学反应在环境中主要是受阳光的照射,污染物吸收光子而使该物质分子处于某个电子激发态,而引起与其它物质发生的化学反应。如光化学烟雾形成的起始反应是二氧化氮(NO2)在阳光照射下,吸收紫外线(波长2900~4300A)而分解为一氧化氮(NO)和原子态氧(O,三重态)的光化学反应,由此开始了链反应,导致了臭氧及与其它有机烃化合物的一系列反应而最终生成了光化学烟雾的有毒产物,如过氧乙酰硝酸酯(PAN)等。
大气污染的化学原理比较复杂,它除了与一般的化学反应规律有关外,更多的由于大气中物质吸收了来自太阳的辐射能量(光子)发生了光化学反应,使污染物成为毒性更大的物质(叫做二次污染物)。光化学反应是由物质的分子吸收光子后所引发的反应。分子吸收光子后,内部的电子发生能级跃迁,形成不稳定的激发态,然后进一步发生离解或其它反应。一般的光化学过程如下:
(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最重要的一种,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。
3作用
光化学反应可引起化合、分解、电离、氧化还原等过程。主要可分为两类:一类是光合作用,如绿色植物使二氧化碳和水在日光照射下,借植物叶绿素的帮助,吸收光能,合成碳水化合物。另一类是光分解作用[1] ,如高层大气中分子氧吸收紫外线分解为原子氧;染料在空气中的褪色,胶片的感光作用等。

4基本定律
光化学第一定律
只有被体系内分子吸收的光,才能有效地引起该体系的分子发生光化学反应,此定律虽然是定性的,但却是近代光化学的重要基础。该定律在1818年由Grotthus和Draper提出,故又称为Grotthus-Draper定律.
光化学第二定律
在初级过程中,一个被吸收的光子只活化一个分子.该定律在1908~1912年由Einstein和Stark提出,故又称为 Einstein-Stark定律.
Beer-Lambert定律
平行的单色光通过浓度为c,长度为d的均匀介质时,未被吸收的透射光强度It与入射光强度I0之间的关系为(e为摩尔消光系数)

❷ 光的量子产率怎么比较

光的量子产率比较:荧光量子产率(YF)即荧光物质吸光后所发射的荧光的光子数与所吸收的激发光的光子数之比值。它的数值在通常情况下总是小于1。YF的数值越大则化合物的荧光越强,而无荧光的物质的荧光量子产率却等于或非常接近于零。

量子产率=反应分子数/吸收光子数。

HCl+hv——->H。+Cl。

100个分子,吸收100个光子,只有20个分子反应,生成20个H。

∴初级反应生成H。的量子产率为20%。

H.+H。——->H₂。

2个H。自由基生成一个H₂分子。

∴HCl光解生成H₂的量子产率为10%。

定义为进行光化学反应

的光子与吸收总光子数之比。符号为ψ,Y。积分量子产率为Ф进行光化学反应的光子数/吸收光子数。对于光化学反应,ψ=反应物消耗(或产物产生)的数量/吸收光子数量。微分量子产率为φ=(d[x]/dt)/n。式中d[x]/dt为某可测量量的变率,n为单位时间内所吸收的光子数(摩尔或爱因斯坦)。ψ可用于光物理过程或光化学反应。

以上内容参考:网络-量子产率

❸ 为什么光电效应中每个电子只吸收一个光子

等你念到研究生以后就会知道,其实是可以吸收多个光子的,只不过这种现象发生的概率太低了(用量子力学微扰论或用格林函数方法可以求出相应的概率)。 所以在研究生之前一般认为只吸收一个光子。 不过如果光场非常强的话(比例皮秒激光),单位时间入射的光子特别多,还是很容易出现一次性吸收多光子的过程,以致于原子发生电离。这个现象称为多光子电离过程,属于强场物理范畴,最近研究得很热的前沿课题。

❹ 光化学反应的基本定律

光化学第一定律
只有被体系内分子吸收的光,才能有效地引起该体系的分子发生光化学反应,此定律虽然是定性的,但却是近代光化学的重要基础。该定律在1818年由Grotthus和Draper提出,故又称为Grotthus-Draper定律.
光化学第二定律
在初级过程中,一个被吸收的光子只活化一个分子.该定律在1908~1912年由Einstein和Stark提出,故又称为 Einstein-Stark定律.
Beer-Lambert定律
平行的单色光通过浓度为c,长度为d的均匀介质时,未被吸收的透射光强度It与入射光强度I0之间的关系为(e为摩尔消光系数)

❺ 每个光合单位中含有几个叶绿素分子

每个光合单位中含有250—300个叶绿素分子。在原初反应里,每吸收和传递1个光子到反应中心完成光化学反应所需要起协同作用的色素分子,称为光合单位。实际上光合单位包括了聚光色素系统和光合反应中心两部分,因此也可定义为:结合于类囊体膜上能完成光化学反应的最小结构的功能单位。

一个光合单位包括大约300个叶绿素分子以及类胡萝卜素分子,但只有一个反应中心色素分子。光合单位=聚光色素系统+反应中心,光合蛋白进行光能的传递和转换。

光合作用过程中,原初反应是由一系列复杂的过程组成,需要有成群的色素分子(集光色素,作用中心色素)共同配合才能完成。这些在生理上形成协同作用的一个功能单位的色素分子的数量就称为光合单位,即吸收、传递一个光量子(光的单位)到达光反应中心所需要的叶绿素分子数。

(5)光化学反应每次吸收多少个光子扩展阅读

叶绿素的可见光波段的吸收光谱,在蓝光和红光处各有一显着的吸收峰,吸收峰的位置和消光值的大小随叶绿素种类不同而有所不同。

叶绿素a最大的吸收光的波长在420-663nm,叶绿素b 的最大吸收波长范围在460-645nm。当叶绿素分子位于叶绿体膜上时,由于叶绿素与膜蛋白的相互作用,会使光吸收的特性稍有改变。

叶绿素的酒精溶液在透射光下为翠绿色,而在反射光下为棕红色。这个红光就是叶绿素受光激发后发射的荧光。其主要原理是由于叶绿素有两个不同的吸收峰。叶绿素吸收光的能力极强,如果把叶绿素的丙酮提取液放在光源与分光镜之间,可以看到光谱中有些波长的光被吸收了。

叶绿素吸收光谱的最强区域有两个:一个是在波长为640nm-660nm的红光部分,另一个在波长为430nm-450nm的蓝紫光部分。对其他光吸收较少,其中对绿光吸收最少,由于叶绿素吸收绿光最少,所以叶绿素的溶液呈绿色。叶绿素的丙酮提取液在透射光下是翠绿色的,而在反射光下是棕红色的。

❻ "光化当量"定律是怎样的

又称斯塔克-爱因斯坦(Stark-Einstein)定律。是指在光化学反应的初级步骤中,一个分子吸收一个光子而被活化为电子激发态这样一种规律。所谓“初级步骤”是指光吸收步骤,相应的次级过程指化学反应过程,此定律适用条件是电子激发态的寿命很短,且照射光强度较低。在高强度光源条件下此定律不适用,因为常发生多光子吸收,如脉冲红外激光照射下,SiF6可同时吸收20~40个光子而分解。
满意请采纳

❼ 一道光化学问题,算量子产率,求步骤。谢谢

量子产率=反应分子数/吸收光子数
HCl + hv ---> H. + Cl.
100个分子,吸收100个光子,只有20个分子反应,生成20个H.,
∴初级反应生成H.的量子产率为20%
H. + H. ---> H₂
2个H.自由基生成一个H₂分子
∴HCl光解生成H₂的量子产率为10%

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