Синглетный кислород: различия между версиями

[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Нет описания правки
мНет описания правки
Строка 5:
Молекулярный кислород отличается от большинства молекул наличием триплетного основного состояния, O<sub>2</sub>(''X''<sup>3</sup>Σ<sub>''g''</sub><sup>−</sup>). [[Теория молекулярных орбиталей]] предсказывает три низколежащих возбуждённых [[Синглетное состояние|синглетных состояния]] O<sub>2</sub>(''a''<sup>1</sup>Δ<sub>''g''</sub>), O<sub>2</sub>(''a′''<sup>1</sup>Δ′<sub>''g''</sub>) и O<sub>2</sub>(''b''<sup>1</sup>Σ<sub>''g''</sub><sup>+</sup>) (номенклатура объясняется в статье [[Символы молекулярных термов]]). Эти электронные состояния отличаются только [[спин]]ом и занятостью вырожденных [[разрыхляющие орбитали|разрыхляющих]] π<sub>''g''</sub>-орбиталей. Состояния O<sub>2</sub>(''a''<sup>1</sup>Δ<sub>''g''</sub>) и O<sub>2</sub>(''a′''<sup>1</sup>Δ′<sub>''g''</sub>) - [[вырождение (квантовая механика)|вырождены]]. Состояние O<sub>2</sub>(''b''<sup>1</sup>Σ<sub>''g''</sub><sup>+</sup>) — очень короткоживущее и быстро релаксирующее в более низколежащее возбуждённое состояние O<sub>2</sub>(''a''<sup>1</sup>Δ<sub>''g''</sub>). Поэтому обычно именно O<sub>2</sub>(''a''<sup>1</sup>Δ<sub>''g''</sub>) 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 запрещён по [[правила отбора|правилам отбора]]: спину, [[симметрия|симметрии]] и по [[чётность (физика)|чётности]]. Поэтому прямое возбуждение кислорода в основном состоянии светом для образования синглетного кислорода крайне маловероятно, хотя и возможно. 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]]ом. Синглетный кислород — основной активный компонент [[фотодинамическая терапия|фотодинамической терапии]].