Реферат
з предмету В«Основи загальноїхімії В»
Фотохімічні процеси вверхніх шарах атмосфери
Зміст
Введення
1. Особливості атмосфериЗемлі
2. Основні поняття
3. Фотохімія кисню іозону в атмосфері
4. Фотохімічні реакції зучастю метану
5. Фотохімічні процесиоксидів азоту
Висновок
Список літератури
Введення
Атмосферапочала утворюватися разом з формуванням Землі. Деякі геологічніпроцеси, наприклад, виливу лави при виверженнях вулканів супроводжувалисявикидом газів з надр Землі. До їх складу входили азот, аміак, метан, водянапар, оксид вуглецю (II) (чадний газ) і діоксид вуглецю (вуглекислий газ). Підвпливом сонячної ультрафіолетової радіації водяна пара розкладався наводень і кисень, але звільнився кисень вступав у реакцію з оксидомвуглецю (II),утворюючи вуглекислий газ. Аміак розкладався на азот і водень. Водень в процесідифузії піднімався вгору і залишав атмосферу, а більш важкий азот не мігулетучиться і поступово накопичувався, стаючи основним її компонентом, хочадеяка його частина зв'язувалася в молекули в результаті хімічних реакцій.
Підвпливом ультрафіолетових променів і електричних розрядів суміш газів,присутніх у первісній атмосфері Землі, вступала в хімічні реакції,в результаті яких відбувалося утворення органічних речовин, зокремаамінокислот. З появою примітивних рослин почався процес фотосинтезу,супроводжувався виділенням кисню. Цей газ, особливо після дифузії вверхні шари атмосфери, став захищати її нижні шари і поверхню Землі віднебезпечних для життя ультрафіолетового і рентгенівського випромінювань. Згіднотеоретичних оцінок, зміст кисню, в 25000 разів менше, ніж зараз,вже могло призвести до формування шару озону з усього лише вдвічі меншою, ніжзараз, концентрацією. Однак цього вже достатньо, щоб забезпечити вельмиістотний захист організмів від руйнівної дії ультрафіолетовихпроменів.
1. Особливостіатмосфери Землі
В результатіфотохімічних процесів змінюється склад атмосфери планет. Особливо цестосується атмосфери Землі, оскільки вона являє собою, поряд з азотом ііншими інертними газами, нерівноважну суміш кисню і окислюванихсполук, таких, як водень Н 2 , метан СН 4 , монооксидвуглецю СО, сірководень Н 2 S. Неравновесность частково підтримуєтьсябіологічними процесами, але основним фактором є сонячна радіація,ініціює різні фотохімічні реакції. На великих висотах більшекороткохвильове випромінювання викликає фотоионизацию, в результаті якої ватмосферу потрапляють і іони. Наявність в атмосфері шару іонізованого газудозволяє здійснювати далеку радіозв'язок. Деякі речовини, що потрапляють ватмосферу в результаті діяльності людини, особливо вихлопні гази автомобілів,зазнають фотохімічні перетворення, в результаті яких утворюютьсяотруйні та токсичні речовини. Продукти неповного згоряння вуглеводнів імонооксид азоту NO на світлі реагують з киснем з утворенням такихз'єднань, як озон (токсичний для тварин і рослин), діоксид азоту NO 2 (також токсичнаречовина), пероксіацетілнітрат (речовина, що викликає подразнення слизової очейі токсична для рослин) і частинки сажі, що погіршують видимість.
Більшістьфотохімічних процесів починається з того, що речовина поглинає світло. Цепризводить до переходу електронів його атомів або молекул на більш високийенергетичний рівень - інакше кажучи, до переходу їх в збуджений стан.Такі атоми і молекули поводяться по-іншому, ніж коли вони знаходяться восновному стані, і процеси, в яких вони можуть брати участь,відрізняються від звичайних В«тепловихВ» хімічних реакцій. При поглинанні квантавидимого світла енергія збудженої молекули стає порівнянної з енергієюхімічних зв'язків, тому молекула може зазнати хімічне перетворення -або сама по собі, або в результаті взаємодії з іншою молекулою.
2. Основніпоняття
Атмосфера -газова оболонка (геосфера), навколишнє планету Земля. Внутрішня їїповерхня покриває гідросферу і частково кору, зовнішня межує знавколоземній частиною космічного простору.
ХІМІЧНИЙ СКЛАДАТМОСФЕРИ
Газ
Об'ємне зміст,%
Водень H 2
~ 2.10 -5
Кисень O 2
21
Озон O 3
~ 10 -5
Азот N 2
78
Вуглекислий газ CO 2
3.10 -5
Водяна пара H 2 O
~ 0,1
Чадний газ CO
1,2 В· 10 -4
Метан CH 4
1,6 В· 10 -4
Аміак NH 3
~ 10 -5
Двоокис сірки SO 2
~ 5.10 -9
Гелій He
5.10 -4
Неон Ne
1,8 В· 10 -3
Аргон Ar
0,9
Криптон Kr
1,1 В· 10 -4
Ксенон Xe
8,7 В· 10 -6
Середня молекулярна маса 28,8
Верхні шариатмосфери - це шари атмосфери від 50 км і вище, вільні від збурень,викликаних погодою. На цій висоті повітря розріджене. На поведінку верхніх шаріватмосфери сильно впливають такі позаземні явища, як сонячна і космічнарадіація, під дією яких молекули атмосферного газу іонізуються іутворюють іоносферу. Верхні шари атмосфери включають в себе мезосферу,термосферу і іоносферу.
Мезосфера -шар атмосфери на висотах від 40 до 90 км. Характеризується підвищеннямтемператури з висотою; максимум температури (порядку +50 В° C) розташований нависоті близько 60 км, після чого температура починає убувати до -70 В° або -80 В° C.Таке підвищення температури пов'язано з енергійним поглинанням сонячної радіації(Випромінювання) озоном.
В цілому, навсьому протязі мезосфери температура атмосфери зменшується до мінімального їїзначення близько 180 К на верхній межі мезосфери (називаної мезопауза, висотаблизько 80 км). В околиці мезопаузи, на висотах 70-90 км, може виникатидуже тонкий шар крижаних кристалів і часток вулканічної і метеоритного пилу,спостережуваний у вигляді гарного видовища сріблястих хмар незабаром після заходуСонця.
Термосфера -шар атмосфери, наступний за мезосферою, починається на висоті 80-90 км іпростягається до 800 км. Температура повітря в термосфері коливається на різнихрівнях, може варіюватися від 200 К до 2000 К, залежно від ступенясонячної активності. Причиною є поглинання ультрафіолетового випромінюванняСонця на висотах 150-300 км, обумовлене іонізацією атмосферного кисню. Полярнісяйва і безліч орбіт штучних супутників, а так само с...
