Étape 3: Chimiluminescence de l’oxygène singulet : la Version longue, technique (suite)
OK, donc ce qui que tout cela a à voir avec l’eau de Javel et eau oxygénée ?
Très bien, vers le bas pour affaires.
Peroxyde d’hydrogène (H2O2) peut être oxydé par une variété d’agents oxydants pour donner de l’oxygène (singulet) excité (O2*).
La réaction globale est: H2O2 + [oxydant] → O2* + H2O + [oxydant réduit]
Mais pourquoi est l’oxygène excité par réaction ? Ce qui le rend si spécial, hein ?
La raison pour laquelle l’oxygène est dans son état excité est que lors de la réaction, tous les électrons sont appariés. En conséquence, tous les électrons sont appariés dans le produit, aussi bien ! Consultez le diagramme d’orbitales moléculaires :
Ah, si elle viole règle de Hund !
Exactement ! Les deux électrons entassés dans la seule orbitale repoussent mutuellement et rapidement * relax vers le bas à l’état fondamental. L’excès d’énergie est libérée sous forme de lumière, principalement à 1270 nanomètres.
Attendez une minute - 1270 nanomètres ? Aimez, infrarouge profonde ? Enfin j’ai vérifié, mes globes oculaires à fond sur environ 700 nanomètres.
OK, très bien, il y a peut-être quelques autres détails que j’ai...
Sortir avec elle.
Es-tu sûr? C’est juste un petit détail.
J’ai lu ça n’a pas beaucoup, j’ai ? Ne me faites pas vous frapper.
Tout droit, message reçu. Si la concentration de l’oxygène singulet est suffisamment élevée, deux molécules seront agréger et se détendre en même temps (2 O2* → (O2)2* → 2 O2 + photon), émettant de la lumière à 633 et 703 nanomètres. Pour comparaison, votre pointeur laser rouge classique émet de la lumière rouge autour de 630-650 nanomètres. Par conséquent, l’étrange lumière rouge.
* Ok, il y a un autre petit détail, que j’ai laissé de côté - le passage de l’oxygène singulet, retour à l’état fondamental d’oxygène est en réalité quantique-mécaniquement interdit (doublement interdit si nous allons être précis). En fait, c’est une des transitions de plus interdit de la nature ! Sur ses propres, singulet oxygène est saisie d’une très longue durée de vie (jusqu'à une heure, qui est un gros problème pour les molécules excitées) se désintègre. Toutefois, en solution aqueuse, cette transition est assistée par des interactions avec les molécules d’eau, qui porte la durée de vie moyenne jusqu'à quelque chose de l’ordre de 3,5 microsecondes.