7 水环境中光化学过程课件.ppt

;一、光化学反应 二、化学物质对光的吸收 三、光化学定律 四、天然水系统光化学过程产生的机制 五、量子产率及光化学反应速率 六、污染物的光解反应 ;一、光化学反应 光化学反应：吸收光能而进行的化学反应。;光化学反应 例如： 植物的光合作用； 照相底片的感光反应（卤化银）； 臭氧层的破坏； 橡胶的老化等。;CFCs(氟氯烃）等破坏臭氧层的光化学过程 （在实验室经过大量实验证明）;均裂;二、化学物质对光的吸收;电子能级的提高：当分子接受到能量合适的光子时，电子就会由基态的轨道σ、π和n轨道被激发到平时空着的能量较高的反键轨道上去，这种分子状态被称为激发态。 ;分子中电子能级、振动能级和转动能级示意图;当红外光作用于分子，只能引起分子转动能级与振动能级的改变，从而发生光的吸收，产生红外吸收光谱。; 当可见光与紫外光作用于分子时，可使分子的电子能级（包括转动能级和振动能级）发生改变，产生可见—紫外吸收光谱。;透过溶液后的光强;一束单色光照射于一吸收介质表面，在通过一定厚度的介质后，由于介质吸收了一部分光能，透射光的强度就要减弱。吸收介质的浓度愈大，介质的厚度愈大，则光强度的减弱愈显著，其关系为： ; 在光化学反应中，分子吸收光子以后变成激发态分子:;（1）发生离解：;;1、 光化当量定律 1921年，爱因斯坦(Einstein)提出： 在光化学反应的初级过程中，被活化的分子数(或原子数)等于吸收的光量子数，即光化学反应中吸收光子数与跃迁到激发态的分子数之间一般呈1:1的对应关系。 此定律又称爱因斯坦光化当量定律。; ; ; ;太阳辐射光谱（太阳辐射中辐射能按波长的分布，称为太阳辐射光谱。）;紫外光区波长为 10 ～ 400nm 可见光区波长为 400 ～ 800nm 红外光区波长为 0.8 ～ 2000μm ;四、天然水系统光化学过程产生的机制 （P192） ;第一类称为直接光解，这是化合物本身直接吸收了太阳能而进行分解反应。;第二类称为敏化反应，这是水体中存在天然物质（如腐殖质或微生物等）被阳光激发，然后天然物质又将其激发态的能量转移给化合???而导致的分解反应。;例如：H2 气中加入少量 Hg(g)，则在紫外光照射下分解。;第三类是氧化过程，这是天然物质被辐照而产生了自由基等中间体，这些中间体又与化合物作用而生成转化的产物。;氧化剂;五、量子产率及光化学反应速率;量子产率; 量子产率定义（φ）：; ; 通常称为该化合物在给定体系中的光吸收特征速率，表示体系中每摩尔化合物在单位时间内吸收波长为λ的光子总数。;例： 北纬47.5°处瑞士Greifensee湖（水深5m)混合充分的变温层水体中对硝基苯乙酮（PNAP）的光吸收特征总速率的24h平均值。; ; ;六、污染物的光解反应;撇藐秒觉柯服塔蹲艾乘替银男诉赘亭膨读萨祷姿狞携醒香培霄惋贾糊粹原7 水环境中光化学过程课件7 水环境中光化学过程课件