¿Por qué el ozono actuar como una barrera de luz ULTRAVIOLETA, por lo que no llegamos irradiado por la energía del sol, y no de cualquier molécula? En un reciente examen me senté, una de las preguntas era "el Nombre de una propiedad física de la capa de ozono y su contraste con el oxígeno" y bajo la presión del examen me saltó esto en la página: "Porque la coordenada enlace covalente en la capa de ozono es más débil que el de los tradicionales de un enlace covalente, el vínculo es libre de 'meneo' acerca un poco. Esto significa que el ozono puede absorber un rango de frecuencias de los fotones, como un completamente rígido de moléculas como el oxígeno sólo tendría muy frecuencias específicas que pueda absorber." Cuánto de este 'adivinar' se basa en el hecho, o en otras palabras, ¿cuál es el mecanismo que permite que el ozono nos protege de los rayos UV y no de cualquier molécula?
Respuestas
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Luz ULTRAVIOLETA de onda corta (100-240 nm) tiene suficiente energía para golpear un electrón de un $\ce{O_2}$ bonos de la creación de un excitado de la molécula $\ce{O^{excited}_2}$, que se descompone en dos radicales libres de oxígeno. Cada uno de los radicales libres, a continuación, se combina con diferentes moléculas de oxígeno para crear una red de dos moléculas de ozono.
El punto crucial aquí es que el electrón no es "inconsciente" de la molécula de oxígeno, el electrón se acaba de mudar a un orbital de mayor energía de la misma molécula de oxígeno. Desde los orbitales son cuantificadas se necesita una energía muy específica para hacer la transición a suceder.
Ahora hay una segunda reacción. La luz UV de onda larga (240 nm - 350nm) tiene suficiente energía para golpear un electrón de un $\ce{O_3}$ bonos de la creación de un excitado de la molécula $\ce{O^{excited}_3}$, que se descompone en un radical libre de oxígeno y una molécula de oxígeno.
Por lo tanto el oxígeno protege el suelo de la onda corta UV y ozono UV de onda larga. Ni, por sí solas, nos protege de todos los rayos UV de manera eficaz.
Ahora el resto de la historia es que todas las moléculas rebotando en el aire no están en el mismo estado de energía debido a átomo-átomo de vibraciones. De modo que la absorción de UV se produce como una "banda" en lugar de una "línea fina" como en los espectros de absorción de un átomo en el espacio libre.
Esto no es alguna propiedad intrínseca del ozono. De hecho, cualquier molécula absorba una gama de frecuencias de los fotones. Sólo sucede que O3 cubre el rango mismo que no está cubierto por otros componentes de nuestra atmósfera y así nos salva de los efectos perjudiciales de los rayos UV de ese rango.
La razón de ozono "filtros" de la luz UV en ciertas longitudes de onda se debe a la creación y la destrucción de la capa de ozono a través de la luz UV. Esta es la razón por la que tenemos una capa de ozono en la estratosfera.
La luz UV crea ozono en las longitudes de onda de menos de ~240 nm. Mientras que la luz UV de ~240 - 315 destruye el ozono. En el proceso de creación y destrucción de ozono, la luz ULTRAVIOLETA es absorbida en esas longitudes de onda.
http://www.oxidationtech.com/ozone/ozone-production.html#answer2
En primer lugar, el ozono es un compuesto inestable y se descompone en torno $573K$ a forma de oxígeno. Cuando la radiación UV que alcanza la capa de ozono, las moléculas de ozono presente en la capa de absorber su energía y se descomponen para formar oxígeno que es más estable que la capa de ozono. Una molécula de ozono se descompone para formar un átomo de oxígeno normal y una molécula de oxígeno. Por tanto la energía de la radiación ULTRAVIOLETA es absorbida en la capa de ozono, incluso antes de llegar a la superficie de la tierra. Esa es la forma de la capa de ozono nos protege de la radiación UV.
Ahora, esto no agotan la capa de ozono desde la reacción inversa también puede tener lugar. Es decir, de alta energía de la radiación UV éxitos de las moléculas de oxígeno y cada descomponer en dos átomos de oxígeno. Cada átomo de oxígeno se combina con una molécula de oxígeno cada uno y las formas de las moléculas de ozono.
También debe tener en cuenta que el orden de enlace de ozono es $1.5$ y que para el oxígeno es $2$.
También puede que desee leer sobre el agotamiento de la capa de ozono. Aquí hay un enlace: agujero de Ozono
