كيفية تفاعل الجزيئات الضارة بالأوزون مع الضوء
تكشف تقنية التصوير فائقة السرعة عن كيفية تفاعل الجزيئات الضارة بالأوزون مع الضوء
أهلا بكم في موقع النورس العربي منبع المعلومات والحلول الذي يقدم لكم أفضل الأسئله بإجابتها الصحيحه كما نقدم لكم الأن إجابة السؤال ألذي يقول.. كيفية تفاعل الجزيئات الضارة بالأوزون مع الضوء
الإجابة الصحيحة هي
كيف يحدث تفاعل الجزيئات الضارة بالأوزون مع الضوء
مشاهدة التفاعل الجزيئي في الوقت الحقيقي
تم تصور مسار فائق السرعة تم التنبؤ به منذ فترة طويلة في الكيمياء الضوئية فوق البنفسجية للبروموفورم لأول مرة من خلال حيود الإلكترونات في زمن الفيمتوثانية.
وللمرة الأولى، لاحظ الباحثون كيف يعيد البروموفورم ترتيب ذراته في أقل من تريليون جزء من الثانية بعد تعرضه لنبضة من الأشعة فوق البنفسجية. وقد نجحت تقنية التصوير في التقاط مسار متوقع منذ فترة طويلة يغير من خلاله الجزيء المسبب لضرر طبقة الأوزون بنيته عند التفاعل مع الضوء.
تحفز الطاقة من الأشعة فوق البنفسجية للشمس العديد من العمليات الكيميائية على الأرض. لفهم أو استخدام أو تخفيف الضرر الناجم عن هذه التفاعلات الكيميائية فائقة السرعة في كثير من الأحيان، من الضروري فهم كيفية عملها على المستوى الذري .
"كيف تتواصل الإلكترونات والذرات مع بعضها البعض لإحداث تفاعل كيميائي معين؟ البروموفورم هو نظام نموذجي بارز للإجابة على هذه الأسئلة"، كما قال أوليفر جيسنر، وهو عالم كبير في مختبر لورانس بيركلي الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (مختبر بيركلي).
لقد درس الكيميائيون في جميع أنحاء العالم الكيمياء الضوئية فوق البنفسجية للبروموفورم لعقود من الزمن. يقوم المركب الطبيعي بتفكيك الأوزون في الغلاف الجوي للأرض، ويتم إنتاجه بشكل طبيعي بواسطة العوالق النباتية والأعشاب البحرية في المحيطات.
تقول النظرية أنه يخضع لعمليتين مختلفتين عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية: في التفكك، ينفصل ذرة بروم واحدة عن بقية الجزيء؛ في الأيزومرات، تعيد الذرات ترتيب نفسها في تكوين مختلف أو أيزومر.
يقول جيسنر، الذي يرأس برنامج العلوم الذرية والجزيئية والبصرية في قسم العلوم الكيميائية في مختبر بيركلي: "يزعم البعض أنهم لاحظوا بصمات هذا الأيزومر، لكن لم يستمر ذلك طويلاً لدرجة أنه لم يتم إثباته". وعلاوة على ذلك، فإن النظريات المختلفة لديها تنبؤات مختلفة على نطاق واسع لنسبة البروموفورم التي تتبع كل مسار.
في دراسة نشرت في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية ، قام جيسنر وزملاؤه بتطوير تجربة لم تؤكد تكوين هذا الأيزومير فحسب، بل حددت أيضًا نسبة جزيئات البروموفورم التي تخضع للتفكك ونسبة جزيئات تكوين الأيزومرات.
قام الباحثون أولاً بإثارة جزيئات غاز البروموفورم باستخدام دفقة فائقة السرعة من الأشعة فوق البنفسجية (طول موجة 267 نانومتر)، ثم قاموا بتصوير الجزيئات المثارة باستخدام نبضات إلكترونية فائقة السرعة باستخدام أداة حيود الإلكترونات فائقة السرعة النسبية في مختبر SLAC الوطني للمسرعات. تعد الأداة جزءًا من مصدر الضوء المتماسك الخطي في SLAC، وهو منشأة مستخدمة لمكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة.
وقال جيسنر "إن الجزيئات تقرر في غضون مئات الفيمتوثانية الاتجاه الذي ستذهب إليه، لذلك كان علينا أن نكون أسرع من ذلك".
ومن خلال صور الإلكترونات، تمكن الباحثون من قياس المسافات بين الذرات داخل جزيئات البروموفورم وتتبع كيفية تغير هذه المسافات بمرور الوقت. وأظهر التحليل أن حوالي 60% من جزيئات البروموفورم خضعت لعملية التزامر خلال أول 200 فيمتو ثانية من الإثارة واستمرت طوال مدة التجربة التي استمرت 1.1 بيكو ثانية.
قال جيسنر "لقد كان من المثير حقًا أن نرى بالضبط التكوين الذي توقعه بعض الناس لهذا الأيزومر". أما الـ 40% الأخرى من البروموفورم فقد خضعت للتفكك المباشر.
وتمثل النتيجة خطوة مهمة نحو فهم الكيمياء الضوئية للبروموفورم، والكيمياء الضوئية المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية بشكل عام. وقال جيسنر: "إن تسلسل المسارات الكيميائية يؤثر على المنتجات الكيميائية النهائية".
إن القياس المعياري لمعدل تكوين الأيزومرات الذي كان محل جدال طويل يجعل من الممكن تحسين النظريات التي تتنبأ بهذه التفاعلات ومنتجاتها. وعلاوة على ذلك، توضح الدراسة أن تقنية السرعة الفائقة جيدة لتوفير إجابات واضحة على الأسئلة حول مدى سرعة تشكل الأيزومرات ومدة حياتها. وقال جيسنر إن هذه أداة قوية للغاية.
