4 كيف يحمينا الأوزون؟

• تمتص جزيئات الأكسجين (O₂) والنيتروجين (N₂) في الطبقات العليا من الغلاف الجوي الفوتونات التي يقل طولها الموجي عن 240 nm.
• أما الأوزون المتكون فيمتص الفوتونات في المنطقة فوق البنفسجية التي يتراوح طول موجتها بين 240 nm و310 nm، وفي أثناء ذلك يتفكك الأوزون ثم يتكوّن ثانية:

O₃ + فوتون (UV) → O₂ + O

O + O₂ → O₃

• فيتحول جزء من طاقة الأشعة الضارة إلى حرارة تدفئ الستراتوسفير، ويبقى الأوزون متجددًا في حالة اتزان بين التكوّن والتفكك.
• وبهذا يحمينا الأوزون في الستراتوسفير من الفوتونات عالية الطاقة.

طاقة الرابطة O=O في جزيء الأكسجين نحو \(498 \,\text{kJ}/\,\text{mol}\). أوجد أكبر طول موجي يكفي لكسرها.

طاقة الرابطة للجزيء الواحد = \[\begin{gathered}498 000 \div (6.02 \times 10^{23}) = 8.27 \times 10^{-19} J\end{gathered}\]

\[\begin{gathered}\lambda = \,\text{hc} \div E = (6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}) \div (8.27 \times 10^{-19}) = 2.40 \times 10^{-7} m =\;\color{#15803d}{\mathbf{240 \,\text{nm}}}\end{gathered}\]

وبالتالي لا يكسر الرابطة إلا فوتون طوله الموجي 240 nm أو أقل، وهو ما يتفق مع ما ذكره الكتاب.

أي أشعة من الآتية تسبب تفككًا ضوئيًا لجزيء O₂: 230 nm، 250 nm، 290 nm، 305 nm؟

• الشرط أن يكون الطول الموجي أقل من 240 nm، فالإجابة 230 nm فقط.
• أما 250 و290 و305 nm فتصلح لامتصاص الأوزون (240–310 nm) لكنها لا تفكك الأكسجين.