fotolisi
fotolisi
Reazione (detta anche fotodissociazione) nella quale ha luogo la rottura di un legame chimico in una molecola a seguito di irraggiamento con radiazione elettromagnetica. Assorbendo la radiazione, la molecola viene eccitata a un livello elettronico di energia superiore a quello dello stato fondamentale. La differenza di energia fra i due stati è espressa da Δε=hν, essendo h la costante di Planck e ν la frequenza della radiazione incidente. Se tale eccitazione porta in uno stato la cui energia decresce monotonamente in funzione della distanza di legame senza presentare un minimo, la molecola tende a dissociarsi. Nella maggior parte delle situazioni la dissociazione è di tipo omolitico, per cui si formano due radicali liberi, che possono dare luogo a reazioni successive, innescando un meccanismo a catena. Poiché le specie che si formano nel processo primario di eccitazione sono presenti a bassa concentrazione e hanno una vita media breve, risulta difficile caratterizzarne la natura. Queste difficoltà possono essere superate mediante una tecnica detta fotolisi a lampo (flash photolysis), nella quale si generano impulsi di radiazione laser che vanno dai nanosecondi ai femtosecondi, cioè la cui durata scende sino a 10−15 s. Essi sono seguiti da impulsi di radiazioni prodotti mediante un opportuno meccanismo di sincronizzazione. Si ottengono così informazioni sulle caratteristiche delle molecole prodotte dal flash fotolitico e sulla evoluzione cui sono soggetti nei microsecondi che seguono la loro formazione. La tecnica, sviluppata da Manfred Eigen, Ronald Norrish e George Porter, ai quali è stato assegnato il premio Nobel per la chimica nel 1967, ha trovato ampie applicazioni, oltre che in chimica, anche in biologia, nella scienza dei materiali e nelle indagini sull’atmosfera. Nei fenomeni chimici dell’atmosfera, infatti, sono coinvolti molti processi di fotolisi, primo fra tutti la dissociazione dell’ossigeno per effetto delle radiazioni solari. In questo processo si formano due radicali atomici di ossigeno che reagiscono con una nuova molecola di ossigeno producendo ozono. Questo gas nell’alta atmosfera (stratosfera) dà luogo al caratteristico effetto schermante delle radiazioni ultraviolette. Un altro esempio di reazione fotolitica che ha luogo soprattutto nella troposfera è la dissociazione dell’ossido d’azoto:
NO2 + hν → O2 + O(1D)
che precede anche in questo caso la formazione dell’ozono. Inoltre l’atomo O(1D) reagisce con l’acqua per formare radicali ossidrilici, che svolgono un ruolo centrale in tutta la chimica atmosferica, originando una serie di processi di ossidazione.
→ Atmosfera terrestre; Chimica dell’atmosfera; Ozono