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Imágenes cortesía de COMET.
Fotodisociación
En algunas ocasiones, cuando un fotón golpea una molécula, la energía proveniente del fotón provoca que la molécula se separe. Los científicos utilizan el término “fotodisociación” para tales casos. La fotodisociación cumple un papel muy importante en la química de las atmósferas planetarias, entre ellas la química atmosférica de la Tierra.
Los fotones de luz visible pueden provocar la fotodisociación de algunas moléculas. Sin embargo, es más probable que los enlaces moleculares sean destruidos por los fotones ultravioleta debido a que estos transportan mayor cantidad de energía. Los enlaces entre los átomos dentro de una molécula tienen intensidades características. Por ejemplo, el enlace triple del nitrógeno molecular (N2) es más fuerte que el enlace doble del oxígeno molecular (O2). Esto significa que el enlace entre los átomos de nitrógeno en N2 es más difícil de romper, por lo que se requiere un fotón con mayor cantidad de energía para fotodisociar el N 2 que para el O2. Cada enlace de ese tipo tiene un nivel de energía correspondiente que un fotón debe transportar de manera mínima para poder romperlo. Si el fotón transporta más energía que la mínima requerida para destruir un enlace dado, se podrá romper en el enlace. Sin embargo, si tiene menos energía, no fotodisociará la molécula.
La fotodisociación cumple un papel fundamental en la formación de ozono estratosférico. A través de la fotodisociación, el oxígeno normal (O2) se divide en dos átomos de oxígeno. Entonces, estos átomos de oxígeno se combinan con otras moléculas de oxígeno para formar ozone (O3).
En la troposfera, la fotodisociación del dióxido de nitrógeno (NO2) produce óxido nítrico (NO) y ozono. Esta reacción constituye una de las fuentes principales de ozono en la troposfera. Así, la fotodisociación cumple una función clave tanto en la formación de ozono bueno (ozono estratosférico) y ozono malo (troposférico).
La fotodisociación juega también un papel fundamental en la formación de smog fotoquímico. Un químico llamado PAN (peroxiacetilnitrato) es uno de los constituyentes principales del smog. El PAN se forma cuando la fotodisociación altera los compuestos orgánicos volátiles (COV). Después de una serie de reacciones, los COV transformados se combinan con los óxidos de nitrógeno para formar PAN, el cual es un poderoso irritante para el aparato respiratorio y los ojos, que contribuye a la desagradable naturaleza del smog.
La fotodisociación es muy común en los estratos más altos de la atmósfera terrestre. Los protones altamente energéticos provenientes del Sol prevalecen ahí y reciben una poderosa influencia química de la atmósfera superior, lo cual es bueno para nosotros puesto que gran parte de la radiación más dañina del Sol, especialmente en la parte ultravioleta del espectro, se absorbe mucho antes de que alcance el suelo, donde puede dañar los seres humanos y otros seres vivos.
