Kök Chemiluminescence (3 / 7 steg)

Steg 3: Chemiluminescence av Singlet syre: den långa, tekniska Version (forts.)

OK, så vad något av detta har att göra med blekmedel och väteperoxid?

Alla rätt, till saken.

Väteperoxid (H₂O₂) kan oxideras av en mängd oxidationsmedel ge upphetsad (singlet) syre (O₂*).

Den totala reaktionen är: H₂O₂ + [oxidant] → O₂* + H₂O + [minskad oxidant]

Men varför är syret upphetsad på reaktion? Vad gör det så speciellt, va?

Anledningen till att syret är i sitt glada tillstånd är att under reaktionen, alla av elektronerna är ihopkopplade. Följaktligen är alla av elektronerna Parade i produkten, samt! Kolla in molekylär orbital diagrammet:

Ah, så det bryter mot hunds regeln!

Exakt! De två elektronerna inklämda i den enda orbitalen stöta bort varandra, och snabbt * koppla tillbaka ner till grundtillståndet. Överskottsenergin släpps som ljus, främst på 1270 nanometer.

Vänta en minut - 1270 nanometer? Liknande, djup infraröd? Senast jag kollade, mina ögonglober bottnat cirka 700 nanometer.

OK, bra, kanske finns det några andra detaljer som jag...

Ut med det.

Är du säker? Det är bara en liten detalj.

Jag läste detta långt, inte jag? Tvinga mig inte att smälla dig.

Alla rätt, meddelandet. Om koncentrationen av singlet syre är tillräckligt högt, två molekyler kommer att sammanställa och koppla av samtidigt (2 O₂* → (O₂)₂* → 2 O₂ + foton), avger ljus på 633 och 703 nanometer. För jämförelse, din klassiska Röd laserpekare avger rött ljus runt 630-650 nanometer. Hejduk, det kusliga rött ljuset.

* Ok, är det finns en annan liten detalj jag lämnade ut - övergången från singlet syre tillbaka till grundtillståndet syre faktiskt quantum-mekaniskt förbjudet (dubbelt förbjudet om vi vara exakt). I själva verket, är det en av naturens mest förbjudna övergångar! På egen hand, singlet syre har en mycket lång livslängd (upp till en timme, vilket är en stor sak för glada molekyler) innan det sönderfaller. Dock i vattenlösningar biträds denna övergång av interaktioner med vattenmolekyler, vilket ger den genomsnittliga livslängden ner till något på order 3,5 mikrosekunder.