Синглетный кислород: различия между версиями

'''Сингле́тный кисло́родкислоро́д''' — общее название для двух метастабильных состояний молекулярного [[кислород]]а (O₂) с более высокой [[Энергия|энергией]], чем в основном, [[Триплетное состояние|триплетном состоянии]]. Энергетическая разница между самой низкой энергией O₂ в синглетном состоянии и наименьшей энергией триплетного состояния состаявляет около 11400 кельвин (''T_e'' (''a''¹Δ_''g'' ← ''X''³Σ_''g''⁻) = 7918,1 см⁻¹), или 0,98 [[эВ]].

Молекулярный кислород отличается от большинства молекул наличием триплетного основного состояния, O₂(''X''³Σ_''g''⁻). [[Теория молекулярных орбиталей]] предсказывает два низколежащих возбуждённых [[Синглетное состояние|синглетных состояния]] O₂(''a''¹Δ_''g'') и O₂(''b''¹Σ_''g''⁺) (номенклатура объясняется в статье [[Символы молекулярных термов]]). Эти электронные состояния отличаются только [[спин]]ом и занятостью вырожденных [[разрыхляющие орбитали|разрыхляющих]] π_''g''-орбиталей (см. [[Вырожденные энергетические уровни]]). Состояние O₂(''b''¹Σ_''g''⁺) — очень короткоживущее и быстро релаксирующее в более низколежащее возбуждённое состояние O₂(''a''¹Δ_''g''). Поэтому обычно именно O₂(''a''¹Δ_''g'') называют синглетным кислородом.

Разница энергий между основным состоянием и синглетным кислородом составляет 94,2 кДж/моль (0,98 эВ на молекулу) и соответствует переходу в близком [[инфракрасный свет|ИК]] диапазоне (около 1270 нм). В изолированной молекуле переход строго запрещён по [[правила отбора|правилам отбора]]: [[спин]]успину, [[симметрия|симметрии]] и по [[чётность|чётности]]. Другими словами, прямое возбуждение кислорода в основном состоянии светом для образования синглетного кислорода невозможно. Как следствие, синглетный кислород в газовой фазе экстремально долгоживущий (период полураспада состояния при нормальных условиях — 72 минуты). Взаимодействия с растворителями, однако, уменьшают время жизни до микросекунд или даже до наносекунд.

[[Химия]] синглетного кислорода отличается от химии кислорода в основном состоянии. Синглетный кислород может принимать участие в [[реакция Дильса-Альдера|реакциях Дильса-Альдера]] и еновых реакциях. Он может быть сгенерирован в фотовозбуждаемых процессах переноса энергии от окрашенных молекул, таких как [[метиловый синий]] или [[порфирины]], или в таких химических процессах как спонтанное разложение [[триоксид водорода|триоксида водорода]] в [[вода|воде]] или в реакции [[пероксид водорода|пероксида водорода]] с [[гипохлорит|гипохлоритом]]. Синглетный кислород — активный компонент [[фотодинамическая терапия|фотодинамической терапии]].

В [[Биология|биологии]] [[Млекопитающие|млекопитающих]] синглетный кислород является формой активного кислорода, который связан с окислением [[холестерин|холестерина]], что в конечном итоге приводит к сердечно-сосудистым воздействиям. [[Антиоксиданты]] на основе [[полифенолы|полифенолов]] могут очищать и уменьшать концентрации активных форм кислорода и позволяют предотвращать такие вредоносные эффекты.