Photodissociation
फोटोडिसोसियेशन, फोटोलिसिस, फोटोडीकंपोजिशन, या फोटोफ्रेग्मेंटेशन एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें एक रासायनिक यौगिक के अणुओं को फोटॉन द्वारा तोड़ा जाता है। इसे एक लक्षित अणु के साथ एक या अधिक फोटॉनों की अंतःक्रिया के रूप में परिभाषित किया गया है। फोटोडिसोसियेशन दृश्य प्रकाश तक सीमित नहीं है। पर्याप्त ऊर्जा वाला कोई भी फोटॉन रासायनिक यौगिक के रासायनिक बंधनों को प्रभावित कर सकता है। चूँकि एक फोटॉन की ऊर्जा इसकी तरंग दैर्ध्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है, इसलिए दृश्यमान प्रकाश या उससे अधिक की ऊर्जा के साथ विद्युत चुम्बकीय विकिरण, जैसे कि पराबैंगनी प्रकाश, एक्स-रे और गामा किरणें ऐसी प्रतिक्रियाओं को प्रेरित कर सकती हैं। प्रकाश संश्लेषण में प्रकाशविश्लेषण प्रकाश-निर्भर प्रतिक्रिया या प्रकाश चरण या प्रकाशसंश्लेषण के प्रकाश रासायनिक चरण या पहाड़ी प्रतिक्रिया का हिस्सा है। प्रकाशसंश्लेषक प्रकाशविश्लेषण की सामान्य प्रतिक्रिया को फोटॉन के संदर्भ में इस प्रकार दिया जा सकता हैः "ए" की रासायनिक प्रकृति जीव के प्रकार पर निर्भर करती है। बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया हाइड्रोजन सल्फाइड () को सल्फर (एस) में ऑक्सीकृत करते हैं। ऑक्सीजन प्रकाश संश्लेषण में, पानी () प्रकाशविश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है जिसके परिणामस्वरूप डायटोमिक ऑक्सीजन () का उत्पादन होता है। यह वह प्रक्रिया है जो पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन लौटाती है। पानी का फोटोलिसिस साइनोबैक्टीरिया के थायलाकॉइड्स और हरे शैवाल और पौधों के क्लोरोप्लास्ट में होता है। ऊर्जा हस्तांतरण मॉडल पारंपरिक अर्ध-शास्त्रीय मॉडल प्रकाश संश्लेषक ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रिया का वर्णन करता है जिसमें उत्तेजना ऊर्जा प्रकाश-ग्रहण करने वाले वर्णक अणुओं से प्रतिक्रिया केंद्र अणुओं तक आणविक ऊर्जा सीढ़ी के नीचे कदम-दर-कदम चलती है। विभिन्न तरंगदैर्घ्य के फोटॉनों की प्रभावशीलता जीव में प्रकाश संश्लेषक वर्णकों के अवशोषण स्पेक्ट्रा पर निर्भर करती है। क्लोरोफिल वर्णक्रम के बैंगनी-नीले और लाल भागों में प्रकाश को अवशोषित करते हैं, जबकि सहायक वर्णक अन्य तरंग दैर्ध्य को भी पकड़ते हैं। लाल शैवाल के फाइकोबिलिन नीले-हरे प्रकाश को अवशोषित करते हैं जो लाल प्रकाश की तुलना में पानी में गहराई से प्रवेश करते हैं, जिससे वे गहरे पानी में प्रकाश संश्लेषण करने में सक्षम होते हैं। प्रत्येक अवशोषित फोटॉन वर्णक अणु में एक उत्तेजना (एक उच्च ऊर्जा अवस्था के लिए उत्तेजित एक इलेक्ट्रॉन) के गठन का कारण बनता है। उत्तेजना की ऊर्जा को अनुनाद ऊर्जा हस्तांतरण के माध्यम से प्रकाश प्रणाली II के प्रतिक्रिया केंद्र में एक क्लोरोफिल अणु (पी 680, जहां पी वर्णक के लिए खड़ा है और 680 एन. एम. पर इसके अधिकतम अवशोषण के लिए) में स्थानांतरित किया जाता है। पी680 एक उपयुक्त तरंग दैर्ध्य पर एक फोटॉन को सीधे अवशोषित भी कर सकता है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान प्रकाश विश्लेषण प्रकाश-संचालित ऑक्सीकरण घटनाओं की एक श्रृंखला में होता है। पी680 के ऊर्जावान इलेक्ट्रॉन (एक्साइटॉन) को प्रकाश संश्लेषक इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के प्राथमिक इलेक्ट्रॉन स्वीकारकर्ता द्वारा पकड़ा जाता है और इस प्रकार प्रकाश प्रणाली II से बाहर निकल जाता है। प्रतिक्रिया को दोहराने के लिए, प्रतिक्रिया केंद्र में इलेक्ट्रॉन को फिर से भरने की आवश्यकता होती है। यह ऑक्सीजन प्रकाश संश्लेषण के मामले में पानी के ऑक्सीकरण से होता है। प्रकाश प्रणाली II (पी680 *) का इलेक्ट्रॉन की कमी वाला प्रतिक्रिया केंद्र अब तक खोजा गया सबसे मजबूत जैविक ऑक्सीकरण एजेंट है, जो इसे पानी के रूप में स्थिर अणुओं को तोड़ने की अनुमति देता है। जल-विभाजन प्रतिक्रिया प्रकाश प्रणाली II के ऑक्सीजन-विकसित करने वाले परिसर द्वारा उत्प्रेरित होती है। इस प्रोटीन-बद्ध अकार्बनिक परिसर में चार मैंगनीज आयन होते हैं, साथ ही सह-कारकों के रूप में कैल्शियम और क्लोराइड आयन होते हैं। दो जल अणु मैंगनीज समूह द्वारा जटिल होते हैं, जो फिर प्रकाश प्रणाली II के प्रतिक्रिया केंद्र को फिर से भरने के लिए चार इलेक्ट्रॉन हटाने (ऑक्सीकरण) की एक श्रृंखला से गुजरते हैं। इस चक्र के अंत में, मुक्त ऑक्सीजन () उत्पन्न होता है और पानी के अणुओं के हाइड्रोजन को थायलाकॉइड लुमेन (डोलाई के एस-स्टेट आरेख) में छोड़े गए चार प्रोटॉन में परिवर्तित कर दिया जाता है। ये प्रोटॉन, साथ ही साथ इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के साथ मिलकर थायलाकॉइड झिल्ली में पंप किए गए अतिरिक्त प्रोटॉन, झिल्ली में एक प्रोटॉन ढाल बनाते हैं जो फोटोफॉस्फोराइलेशन को चलाता है और इस प्रकार एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) के रूप में रासायनिक ऊर्जा का उत्पादन करता है। इलेक्ट्रान फोटोसिस्टम I के P700 प्रतिक्रिया केंद्र तक पहुँचते हैं जहाँ वे प्रकाश द्वारा फिर से सक्रिय होते हैं। उन्हें एक अन्य इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के नीचे पारित किया जाता है और अंत में थायलाकॉइड्स के बाहर सह-एंजाइम और प्रोटॉन के साथ मिलाकर एनएडीपीएच बनाया जाता है। इस प्रकार, जल फोटोलिसिस की शुद्ध ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया को इस प्रकार लिखा जा सकता हैः इस प्रतिक्रिया के लिए मुक्त ऊर्जा परिवर्तन () 102 किलोकैलरी प्रति मोल है। चूँकि 700 एनएम पर प्रकाश की ऊर्जा लगभग 40 किलोकैलरी प्रति मोल फोटॉन है, इसलिए प्रतिक्रिया के लिए लगभग 320 किलोकैलरी प्रकाश ऊर्जा उपलब्ध है। इसलिए, उपलब्ध प्रकाश ऊर्जा का लगभग एक तिहाई फोटोलिसिस और इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के दौरान एन. ए. डी. पी. एच. के रूप में लिया जाता है। ए. टी. पी. की एक समान मात्रा परिणामी प्रोटॉन प्रवणता द्वारा उत्पन्न होती है। एक उपोत्पाद के रूप में ऑक्सीजन प्रतिक्रिया के लिए आगे कोई उपयोगी नहीं है और इस प्रकार वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है। क्वांटम मॉडल 2007 में ग्राहम फ्लेमिंग और उनके सहकर्मियों द्वारा एक क्वांटम मॉडल प्रस्तावित किया गया था जिसमें यह संभावना शामिल है कि प्रकाश संश्लेषक ऊर्जा हस्तांतरण में क्वांटम दोलन शामिल हो सकते हैं, जो इसकी असामान्य रूप से उच्च दक्षता को समझाते हैं। फ्लेमिंग के अनुसार इस बात के प्रत्यक्ष प्रमाण हैं कि प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रियाओं में उल्लेखनीय रूप से लंबे समय तक चलने वाले तरंग जैसे इलेक्ट्रॉनिक क्वांटम सुसंगतता एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जो ऊर्जा हस्तांतरण की अत्यधिक दक्षता की व्याख्या कर सकती है क्योंकि यह प्रणाली को कम नुकसान के साथ सभी संभावित ऊर्जा मार्गों का नमूना लेने और सबसे कुशल का चयन करने में सक्षम बनाती है। हालाँकि, यह दावा कई प्रकाशनों में गलत साबित हुआ है। टोरंटो विश्वविद्यालय में ग्रेगरी स्कोल्स और उनकी टीम द्वारा इस दृष्टिकोण की आगे जांच की गई है, जिसने 2010 की शुरुआत में शोध परिणाम प्रकाशित किए थे जो इंगित करते हैं कि कुछ समुद्री शैवाल अपनी ऊर्जा दोहन की दक्षता बढ़ाने के लिए क्वांटम-सुसंगत इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा हस्तांतरण (EET) का उपयोग करते हैं। फोटोइंड्यूस्ड प्रोटॉन स्थानांतरण फोटो एसिड वे अणु हैं जो प्रकाश अवशोषण पर फोटोबेस बनाने के लिए एक प्रोटॉन हस्तांतरण से गुजरते हैं। ए. एच.-> [एच. एन. यू.] ए.-+ एच. + इन प्रतिक्रियाओं में विघटन इलेक्ट्रॉनिक रूप से उत्तेजित अवस्था में होता है। प्रोटॉन स्थानांतरण और इलेक्ट्रॉनिक ग्राउंड अवस्था में विश्राम के बाद, प्रोटॉन और एसिड फिर से फोटो एसिड बनाने के लिए फिर से जुड़ते हैं। अल्ट्राफास्ट लेजर स्पेक्ट्रोस्कोपी प्रयोगों में पी. एच. कूद को प्रेरित करने के लिए फोटो एसिड एक सुविधाजनक स्रोत हैं। वायुमंडल में फोटोलिसिस प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के हिस्से के रूप में वायुमंडल में होता है जिसके द्वारा हाइड्रोकार्बन और नाइट्रोजन ऑक्साइड जैसे प्राथमिक प्रदूषक प्रतिक्रिया करते हैं और पेरोक्सीसिल नाइट्रेट्स जैसे द्वितीयक प्रदूषक बनाते हैं। फोटोकेमिकल स्मॉग देखें। क्षोभमंडल में दो सबसे महत्वपूर्ण फोटोडिसोसियेशन प्रतिक्रियाएं सबसे पहले हैंः जो एक उत्तेजित ऑक्सीजन परमाणु उत्पन्न करता है जो हाइड्रॉक्सिल रेडिकल देने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया कर सकता हैः O (^ 1D) + H2O-> 2 ^ {*} OH हाइड्रॉक्सिल रेडिकल वायुमंडलीय रसायन विज्ञान के लिए केंद्रीय है क्योंकि यह वायुमंडल में हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण की शुरुआत करता है और इसलिए एक डिटर्जेंट के रूप में कार्य करता है। दूसरा प्रतिक्रियाः क्षोभमंडलीय ओजोन के निर्माण में एक प्रमुख प्रतिक्रिया है। ओजोन परत का निर्माण भी फोटोडिसोसियेशन के कारण होता है। पृथ्वी के समताप मंडल में ओजोन दो ऑक्सीजन परमाणुओं वाले पराबैंगनी प्रकाश से टकराने वाले ऑक्सीजन अणुओं द्वारा बनाया जाता है, जो उन्हें अलग-अलग ऑक्सीजन परमाणुओं (परमाणु ऑक्सीजन) में विभाजित करता है। परमाणु ऑक्सीजन तब ओजोन बनाने के लिए अखंड के साथ जुड़ती है। इसके अलावा, फोटोलिसिस वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा सी. एफ. सी. को ऊपरी वायुमंडल में ओजोन-नष्ट करने वाले क्लोरीन मुक्त कण बनाने के लिए तोड़ दिया जाता है। खगोल भौतिकी खगोल भौतिकी में, फोटोडिसोसियेशन उन प्रमुख प्रक्रियाओं में से एक है जिसके माध्यम से अणु टूट जाते हैं (लेकिन नए अणु बन रहे हैं)। अंतरतारकीय माध्यम के निर्वात के कारण, अणु और मुक्त कण लंबे समय तक मौजूद रह सकते हैं। फोटोडिसोसियेशन मुख्य मार्ग है जिसके द्वारा अणुओं को तोड़ा जाता है। तारामंडल के बीच के बादलों की संरचना के अध्ययन में फोटोडिसोसियेशन दर महत्वपूर्ण है जिसमें तारे बनते हैं। इंटरस्टेलर माध्यम में फोटोडिसोसियेशन के उदाहरण हैं (आवृत्ति के एकल फोटॉन की ऊर्जा है): H2O-> [h\nu] H + OH CH4-> [h\nu] CH3 + H वायुमंडलीय गामा-रे फट वर्तमान में परिक्रमा करने वाले उपग्रह प्रति दिन औसतन लगभग एक गामा-रे फट का पता लगाते हैं। चूँकि गामा-किरण विस्फोट अधिकांश अवलोकन योग्य ब्रह्मांड को घेरने वाली दूरी तक दिखाई देते हैं, एक आयतन जिसमें कई अरब आकाशगंगाएँ शामिल हैं, इससे पता चलता है कि गामा-किरण विस्फोट प्रति आकाशगंगा में बहुत दुर्लभ घटनाएं होनी चाहिए। गामा-किरण विस्फोटों की सटीक दर को मापना मुश्किल है, लेकिन मिल्की वे के लगभग समान आकार की एक आकाशगंगा के लिए, अपेक्षित दर (लंबे जीआरबी के लिए) हर 100,000 से 1,000,000 वर्षों में लगभग एक विस्फोट है। इनमें से केवल कुछ प्रतिशत ही पृथ्वी की ओर प्रसारित किए जाएंगे। छोटे जी. आर. बी. की दरों के अनुमान अज्ञात बीमिंग अंश के कारण और भी अधिक अनिश्चित हैं, लेकिन शायद तुलनीय हैं। मिल्की वे में एक गामा-रे फट जाता है, अगर पृथ्वी के काफी करीब होता है और इसकी ओर जाता है, तो जीवमंडल पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। वायुमण्डलमे विकिरणक अवशोषणसँ नाइट्रोजनक फोटोडिसोसियेशन होयत, जाहि सँ नाइट्रिक ऑक्साइड उत्पन्न होयत जे ओजोनकेँ नष्ट करबा लेल उत्प्रेरकक रूपमे काज करत। वायुमंडलीय फोटोडिसोसियेशन N2-> 2N O2-> 2O CO2-> C + 2O H2O-> 2H + O 2NH3-> 3H2 + N2 से NO2 (400 ओजोन अणुओं तक की खपत) CH2 (नाममात्र) CH4 (नाममात्र) CO2 (अधूरा) प्राप्त होगा। 2004 के एक अध्ययन के अनुसार, लगभग एक किलोपारसेक की दूरी पर एक GRB पृथ्वी की ओजोन परत के आधे हिस्से को नष्ट कर सकता है; विस्फोट से प्रत्यक्ष UV विकिरण और कम ओजोन परत से गुजरने वाले अतिरिक्त सौर UV विकिरण का खाद्य श्रृंखला पर संभावित रूप से महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है और संभावित रूप से बड़े पैमाने पर विलुप्त होने का कारण बन सकता है। लेखकों का अनुमान है कि इस तरह का एक विस्फोट प्रति अरब वर्षों में होने की उम्मीद है, और परिकल्पना है कि आर्डोविशियन-सिलुरियन विलुप्त होने की घटना इस तरह के विस्फोट का परिणाम हो सकती है। इस बात के प्रबल संकेत हैं कि लंबे गामा-किरण विस्फोट अधिमानतः या विशेष रूप से कम धातुता वाले क्षेत्रों में होते हैं। क्योंकि मिल्की वे पृथ्वी के बनने से पहले से ही धातु से समृद्ध रहा है, यह प्रभाव इस संभावना को कम कर सकता है या यहां तक कि इस संभावना को भी समाप्त कर सकता है कि पिछले अरब वर्षों के भीतर मिल्की वे के भीतर एक लंबा गामा-रे फट गया है। लघु गामा-किरण विस्फोटों के लिए इस तरह के किसी भी धातु पूर्वाग्रह के बारे में नहीं जाना जाता है। इस प्रकार, उनकी स्थानीय दर और प्रकाश के गुणों के आधार पर, भूगर्भीय समय में किसी बिंदु पर पृथ्वी पर पास की घटना का बड़ा प्रभाव पड़ने की संभावना अभी भी महत्वपूर्ण हो सकती है। एकाधिक-फोटॉन पृथक्करण अवरक्त वर्णक्रमीय सीमा में एकल फोटॉन आमतौर पर अणुओं के प्रत्यक्ष फोटोडिसोसियेशन के लिए पर्याप्त ऊर्जावान नहीं होते हैं। हालांकि, कई अवरक्त फोटॉनों के अवशोषण के बाद एक अणु पृथक्करण के लिए अपनी बाधा को दूर करने के लिए आंतरिक ऊर्जा प्राप्त कर सकता है। मल्टीपल-फोटॉन पृथक्करण (एमपीडी; अवरक्त विकिरण के साथ आईआरएमपीडी) को उच्च शक्ति वाले लेजरों को लागू करके प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए। एक कार्बन डाइऑक्साइड लेजर, या एक मुक्त-इलेक्ट्रॉन लेजर, या तेजी से ठंडा होने की संभावना के बिना विकिरण क्षेत्र के साथ अणु के लंबे संपर्क समय से, उदाहरण के लिए। टकरावों से। बाद की विधि ब्लैक-बॉडी विकिरण द्वारा प्रेरित एमपीडी के लिए भी अनुमति देती है, एक तकनीक जिसे ब्लैकबॉडी अवरक्त विकिरण पृथक्करण (बी. आई. आर. डी.) कहा जाता है। फ्लैश फोटोलिसिस फोटोकैटलिसिस फोटोकैमिस्ट्री फोटोहाइड्रोजन संदर्भ खगोल भौतिकी रासायनिक प्रतिक्रियाएं प्रकाश रसायन प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया तंत्र भी देखें।