Кіріспе
Гидроксид ионының (OH−) бейтарап түрі
Chembox
| ImageFile = Hydroxyl radical. svg
| ImageFile1 = OH orb5. jpg
| ImageFileL1 = Hydroxide anion or hydroxyl radical spacefill. png
| ImageFileR1 = Hydroxide anion or hydroxyl radical ball. png
| ImageFile Ref =
| ImageSize1 = 180
| ImageSize = 180
| ImageName = Stick model of the hydroxyl radical with molecular orbitals
| IUPACName = Hydroxyl radical
| SystematicName = ubl|Oxidanyl (substitutive)|Hydridooxygen(•) The rate of reaction with the hydroxyl radical often determines how long many pollutants last in the atmosphere, if they do not undergo photolysis or are rained out. For instance, methane, which reacts relatively slowly with hydroxyl radical, has an average lifetime of >5 years and many CFCs have lifetimes of 50+ years. Pollutants, such as larger hydrocarbons, can have very short average lifetimes of less than a few hours. The first reaction with many volatile organic compounds (VOCs) is the removal of a hydrogen atom, forming water and an alkyl radical (R•). •HO + RH → H2O + R•
The alkyl radical will typically react rapidly with oxygen forming a peroxy radical. R• + O2 → RO2
The fate of this radical in the troposphere is dependent on factors such as the amount of sunlight, pollution in the atmosphere and the nature of the alkyl radical that formed it (See chapters 12 & 13 in External Links "University Lecture notes on Atmospheric chemistry)
Chembox
| ImageFile = Hydroxyl radical.svg
| ImageFile1 = OH orb5.jpg
| ImageFileL1 = Гидроксид анионы немесе гидроксил радикалдары.png
| ImageFileR1 = Гидроксид анионы немесе гидроксил радикалдарының кеңістіктік моделі.png
| ImageFile Ref =
| ImageSize1 = 180
| ImageSize = 180
| ImageName = Молекулалық орбиталы бар гидроксил радикалдың таяқша моделі
| IUPACName = Гидроксил радикалы
| SystematicName = ubl|Оксиданил (субститутивті)|Гидридооксиген(•) Гидроксил радикалымен реакцияның жылдамдығы көбінесе көптеген ластаушылардың атмосферада қанша уақытқа дейін сақталарын анықтайды, егер олар фотолизден өтпесе немесе жаңбырмен түсіп қалмаса. Мысалы, гидроксил радикалымен салыстырмалы түрде баяу реакцияға түсетін метанның орташа өмір сүру мерзімі >5 жыл, ал көптеген ХФҚ-ның өмір сүру мерзімі 50 жылдан асады. Ірі көмірсутектер сияқты ластаушылардың орташа өмір сүру мерзімі бірнеше сағаттан аз болуы мүмкін. Көптеген ұшқыш органикалық қосылыстармен (ҰОҚ) бірінші реакция сутек атомын алып тастау, су және алкил радикал (R•) қалыптастыру болып табылады. •HO + RH → H2O + R•
Алкил радикалы әдетте оттегімен жылдам реакцияға түсіп, перокси радикал түзеді. R• + O2 → RO2
Chembox
| ImageFile = Hydroxyl radical. svg
| ImageFile1 = OH orb5. jpg
| ImageFileL1 = Hydroxide anion or hydroxyl radical spacefill. png
| ImageFileR1 = Hydroxide anion or hydroxyl radical ball. png
| ImageFile Ref =
| ImageSize1 = 180
| ImageSize = 180
| ImageName = Stick model of the hydroxyl radical with molecular orbitals
| IUPACName = Hydroxyl radical
| SystematicName = ubl|Oxidanyl (substitutive)|Hydridooxygen(•) The rate of reaction with the hydroxyl radical often determines how long many pollutants last in the atmosphere, if they do not undergo photolysis or are rained out. For instance, methane, which reacts relatively slowly with hydroxyl radical, has an average lifetime of >5 years and many CFCs have lifetimes of 50+ years. Pollutants, such as larger hydrocarbons, can have very short average lifetimes of less than a few hours. The first reaction with many volatile organic compounds (VOCs) is the removal of a hydrogen atom, forming water and an alkyl radical (R•). •HO + RH → H2O + R•
The alkyl radical will typically react rapidly with oxygen forming a peroxy radical. R• + O2 → RO2
The fate of this radical in the troposphere is dependent on factors such as the amount of sunlight, pollution in the atmosphere and the nature of the alkyl radical that formed it (See chapters 12 & 13 in External Links "University Lecture notes on Atmospheric chemistry)
Тропосферадағы бұл радикалдың тағдыры күн сәулесінің мөлшері, атмосферадағы ластану және оны құраған алкил радикалының сипаты сияқты факторларға байланысты. (Сілтемелер: "Атмосфералық химия бойынша университет лекциясының жазбалары" 12 және 13-тараулары).
Chembox
| ImageFile = Hydroxyl radical. svg
| ImageFile1 = OH orb5. jpg
| ImageFileL1 = Hydroxide anion or hydroxyl radical spacefill. png
| ImageFileR1 = Hydroxide anion or hydroxyl radical ball. png
| ImageFile Ref =
| ImageSize1 = 180
| ImageSize = 180
| ImageName = Stick model of the hydroxyl radical with molecular orbitals
| IUPACName = Hydroxyl radical
| SystematicName = ubl|Oxidanyl (substitutive)|Hydridooxygen(•) The rate of reaction with the hydroxyl radical often determines how long many pollutants last in the atmosphere, if they do not undergo photolysis or are rained out. For instance, methane, which reacts relatively slowly with hydroxyl radical, has an average lifetime of >5 years and many CFCs have lifetimes of 50+ years. Pollutants, such as larger hydrocarbons, can have very short average lifetimes of less than a few hours. The first reaction with many volatile organic compounds (VOCs) is the removal of a hydrogen atom, forming water and an alkyl radical (R•). •HO + RH → H2O + R•
The alkyl radical will typically react rapidly with oxygen forming a peroxy radical. R• + O2 → RO2
The fate of this radical in the troposphere is dependent on factors such as the amount of sunlight, pollution in the atmosphere and the nature of the alkyl radical that formed it (See chapters 12 & 13 in External Links "University Lecture notes on Atmospheric chemistry)
Биологиялық маңызы
Гидроксил радикалдары кейде иммундық әрекеттің қосалқы өнімі ретінде пайда болады. Макрофагтар мен микроглиялар осы қосылысты көбінесе нақты патогендерге, мысалы, белгілі бір бактерияларға ұшырағанда түзіледі. Гидроксил радикалдарының зиянды әсері бірнеше неврологиялық аутоиммундық аурулармен, мысалы, HAND ауруымен байланысты, онда иммундық жасушалардың белсенділігі артып, олар көршілес сау жасушаларға уытты әсер етеді. Гидроксил радикалдары барлық типтегі макромолекулаларға: көмірсуларға, нуклеин қышқылдарына (мутациялар), липидтерге (липидтік пероксидтеу) және амин қышқылдарына (мысалы, Phe-ні m-тирозинге және o-тирозинге түрлендіру) зақым келтіруі мүмкін. PMID 7776173. Гидроксил радикалының in vivo жартылай өмір сүру мерзімі өте қысқа, шамамен 10−9 секунд, және оның реакциялық қабілеті жоғары. Бұл оны организм үшін өте қауіпті қосылысқа айналдырады. Супероксид дисмутаза арқылы залалсыздандырылатын супероксидтен айырмашылығы, гидроксил радикалын ферменттік реакция арқылы жоюға болмайды. Жасуша құрылымдарын қорғау үшін пероксил радикалдарын жою механизмдеріне мелатонин және глутатион сияқты эндогенді антиоксиданттар, сондай-ақ маннит және Е витамині сияқты диеталық антиоксиданттар кіреді. Атмосферадағы метанның (CH4) көміртек монооксидіне (CO) және одан кейін көміртек диоксидіне (CO2) тотығу процесінде •HO-ның рөлін түсіну осы жылухана газының атмосферада қалу уақытын, тропосфераның жалпы көміртегі бюджетін және оның жаһандық жылыну процесіне тигізетін әсерін бағалау үшін маңызды. Жер атмосферасындағы •HO радикалдарының өмір сүру мерзімі өте қысқа, сондықтан ауадағы •HO концентрациясы өте төмен, ал оны тікелей анықтау үшін жоғары сезімталдық техникалар қажет. Глобальдық гидроксил радикалдарының орташа концентрациясы ауадағы метилхлороформды (CH3CCl3) талдау арқылы жанама түрде өлшенді. Montzka және авторлардың (2011) нәтижелері CH3CCl3 өлшемдерінен алынған •HO-ның жылдық өзгеруінің шағын екенін көрсетті, бұл жаһандық •HO тұрақтандырылғанын білдіреді. Бұл шағын өзгерушілік метан мен басқа да микрогаздардың өлшемдерімен, негізінен •HO арқылы тотығумен, сондай-ақ жаһандық фотохимиялық модельдердің есептеулерімен сәйкес келеді.
Жұлдыздар арасындағы •ХО-ның алғашқы анықталуы
Кассиопея А радио толқындарын сіңіру спектрінде гидроксил (•HO) радикалының 18 см сіңіру сызықтарының болуына алғашқы тәжірибелік дәлелдерді Weinreb және авторлар (Nature, 200 том, 829 бет, 1963 жыл) 1963 жылғы 15-29 қазан аралығында жасалған байқаулар негізінде алды.
•НО астрономиялық анықтауы туралы маңызды кейінгі хабарламалар
Жыл сипаттамасы 1967 •Жұлдызаралық ортадағы HO молекулалары. Робинсон және МакГи. •HO байқауларының алғашқы шолуларының бірі. •HO сіңіру және эмиссия арқылы байқалды, бірақ энергия деңгейлерін толтыратын процестер әлі нақты белгілі емес, сондықтан мақала •HO тығыздықтарын дұрыс бағалай алмайды. 1967 Қалыпты •HO эмиссиясы және жұлдызаралық шаң бұлттары. Хэйлз. Жұлдызаралық шаң бұлттарында •HO-дан қалыпты эмиссияны бірінші рет анықтау. 1971 Жұлдызаралық молекулалар және тығыз бұлттар. Д. М. Ранк, Ч. Х. Таунс және В. Дж. Уэлч. Тығыз бұлттар арқылы молекулалық сызықтық эмиссиясы туралы дәуірдің шолуы. 1980 Орион және Тавр молекулалық кешендеріндегі •HO байқаулары. Бауд және Вуттерлут. Орион және Тавр молекулалық кешендеріндегі •HO эмиссиясының картасы. Есептелген бағандық тығыздықтар бұрынғы CO нәтижелерімен жақсы сәйкес келеді. 1981 Диффузиялық жұлдызаралық бұлттардағы HO эмиссиялық сіңіруін байқау. Дики, Кровизье және Казес. HI сіңіруін көрсететін 58 аймақтың байқаулары зерттелді. Диффузиялық бұлттардың типтік тығыздықтары мен қоздыру температурасы осы мақалада анықталды. 1981 Қашық инфрақызыл сәуледегі жұлдызаралық HO-ны анықтау. Дж. Стори, Д. Уотсон, С. Таунс. Sgr B2 бағытында 119.23 және 119.44 микрон толқын ұзындығында •HO-ның күшті сіңіру сызықтары анықталды. 1989 Күшті HO мегамазерлеріндегі молекулалық ағындар. Баан, Хашик және Хенкель. FIR люминесценциясы мен мазерлік белсенділік арақатынасын алу үшін •HO мегамазер галактикалары арқылы •H және •HO молекулалық эмиссиясын байқау.
Энергия деңгейлері
•HO – екі атомдық молекула. Молекулалық ось бойымен электрондық бұрыштық момент +1 немесе -1, ал электрондық спиндік бұрыштық момент S=1/2 болады. Орбита-спин байланысының нәтижесінде спиндік бұрыштық момент орбиталық бұрыштық моментке параллель немесе антипараллель бағытта орналасуы мүмкін, бұл Π1/2 және Π3/2 күйлеріне айырылуға әкеледі. •HO-ның 2Π3/2 негізгі күйі ламбда-қосдану әсерінен (ядроның айналуы мен жұп электронның орбитасы бойынша қозғалысы арасындағы өзара әрекеттесу) бөлінеді. Протонның жұпсыз спинімен гиперфиналық өзара әрекеттесу деңгейлерді одан әрі бөліп тұрады.
Молекуланың химиясы • HO
Газ фазасындағы жұлдызаралық химияны зерттеу үшін жұлдызаралық бұлттардың екі түрін ажырату ыңғайлы: T=30-100 K және n=10-1000 см−3 болатын сиреп кеткен бұлттар, және T=10-30 K және тығыздығы n=10⁴-10⁶ см−3 болатын тығыз бұлттар. Тығыз және сиреп кеткен бұлттардағы иондық химиялық процестер кейбір зерттемелерде сипатталған (Хартквист 1990).
•ХО-ның жойылу жолдары
•H және •HO-ның ассоциациялық реакциялары бойынша эксперименттік деректер атомдық және диатомдық бейтарап радикалдарды қатыстыратын радиациялық ассоциацияның жұлдызаралық бұлттарда кішкентай бейтарап молекулаларды жасаудың тиімді механизмі екенін көрсетеді. O2 газ фазасында •O мен •HO арасындағы бейтарап алмасу реакциясы арқылы түзіледі, бұл тығыз аймақтарда •HO үшін басты жоюшы фактор болып табылады. •HO молекуласы 1963 жылдан бері жұлдызаралық ортада 18 см толқын ұзындығындағы ауысулары арқылы байқалып келеді. Келесі жылдары •HO алыс инфрақызыл толқын ұзындығындағы айналу ауысулары арқылы, көбінесе Орион аймағында байқалды. •HO-ның әрбір айналу деңгейі ламбда екі еселеу арқылы бөлінетіндіктен, астрономдар негізгі күйден бастап әртүрлі энергия күйлерін бақылай алады.
• HO шок жағдайларын анықтаушы ретінде
•HO-ның айналу ауысуларын термалдау үшін өте жоғары тығыздықтар қажет, сондықтан тыныш молекулалық бұлттан алыс инфрақызыл сәуле шығару сызықтарын анықтау қиын. Тіпті H2 тығыздығы 106 см−3 болған жағдайда да, шаң инфрақызыл толқын ұзындығында оптикалық тұрпайы болуы керек. Бірақ молекулалық бұлт арқылы соққы толқынының өтуі – молекулалық газды шаңмен тепе-теңдіктен шығарып, алыс инфрақызыл сәуле шығару сызықтарын байқауға мүмкіндік беретін процестің өзі. Жылдамдығы орташа соққы •HO мөлшерін сутегіне шаққанда уақытша арттыруы мүмкін. Осылайша, •HO-ның алыс инфрақызыл сәуле шығару сызықтары соққы жағдайларын диагностикалау үшін пайдалы құрал болуы мүмкін.
Бұлттарда
Диффузиялық бұлттар астрономиялық тұрғыдан қызығушылық тудырады, себебі олар КҒМ-нің (Көкшегірлер аралық ортаның) эволюциясы мен термодинамикасында маңызды рөл атқарады. 21 см толқын ұзындығындағы атомдық сутегінің байқаулары, эмиссия және сіңіруде сигнал мен шу арақатынасының жақсы екенін көрсетті. Дегенмен, HI байқаулары сутек ядросының төмен массалы аймақтарына, мысалы, диффузиялық бұлттың орталық бөлігіне бағытталғанда негізгі қиындықтар туындайды: сутек сызықтарының жылулық ені, қызығушылық тудыратын ішкі жылдамдық құрылымдарымен шамалас болғандықтан, бұлттың әртүрлі температуралары мен орталық жылдамдықтары спектрде ажыратылмайды. Молекулалық сызықтарды байқау, принципі бойынша, мұндай проблемалардан зардап көрмейді. HI-ден айырмашылығы, молекулалардың қоздыру температурасы Tex << Tkin болады, сондықтан тіпті көп мөлшерде кездесетін түрлерден де эмиссия өте әлсіз шығады. CO және •HO ең оңай зерттелетін молекулалар деп есептеледі. CO спектрдің (толқын ұзындығы < 3 мм) аймағында, күшті фондық континуум көздері жоқ, ал •HO 18 см эмиссиясына ие, бұл сіңіруді байқау үшін ыңғайлы. Байқау зерттеулері субтермиялық қоздырумен молекулаларды анықтаудың ең сезімтал тәсілін ұсынады және молекулалық аймақты модельдеудегі маңызды мәселе – спектрлік сызықтың мөлдірлігін анықтауға мүмкіндік береді. Диффузиялық бұлттардан алынған •HO және HI сіңіру сызықтарын кинематикалық салыстыруға негізделген зерттеулер, олардың физикалық жағдайларын анықтау үшін пайдалы, әсіресе, ауыр элементтер жоғары жылдамдық ажыратымдылығын қамтамасыз етеді.