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Procesos fotoquímicos

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La radiación ultravioleta, en especial la de menor longitud de onda, es muy energética, por lo que al ser absorbida por los gases atmosféricos, provoca procesos fotoquímicos, formándose moléculas excitadas, iones y radicales libres.

Las moléculas excitadas tienen una vida corta y liberan de nuevo la energía por radiación, disociándose, ionizándose o reaccionando con otros elementos o moléculas.

Los radicales libres son muy reactivos y se forman por fotolisis de diversas moléculas, en especial agua y ozono y, en menor medida de ácido nitroso, monóxido de carbono, dióxido de azufre, metano y monóxido de nitrógeno:

H2O + hv → OH- + H+
HNO2 + hv → OH- + NO
O3 + hv → O2 + O-
H2O + O- → 2 OH-

El radical más común es el hidroxilo (HO-), pero también se forman otros tales como el metilperóxido o el oxiperóxido. Posteriormente, estos radicales intervienen en otras reacciones en las que los reactivos son otros gases que se encuentran presentes en la atmósfera, bien sea de forma natural, bien vía antropogénica.

La fotoionización se produce por absorción de luz, generalmente ultravioleta, y pérdida de la energía por radiación de un electrón; como consecuencia se generan átomos o moléculas ionizadas de las especies presentes, principalmente oxígeno molecular o atómico, nitrógeno, monóxido de nitrógeno o hidrógeno.

La fotodisociación genera, igualmente por pérdida de energía, átomos a partir de diferentes moléculas, como oxígeno, nitrógeno, óxidos de nitrógeno, agua, etc.

Finalmente, la absorción de radiación ultravioleta de longitud de onda comprendida entre 240 y 300 nm en la capa de ozono estratosférica produce una serie de reacciones cíclicas con absorción de energía, emisión de calor y regeneración del ozono inicial:

O2 + hv → 2O
O + O2 → O3 + calor
O3 + hv → O2 + O-
O + O → O2 + calor

En la primera de las reacciones, la luz es de 240 nm de longitud de onda, mientras que en la tercera es de entre 240 y 300 nm.

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