광분해 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
{{다른 뜻|광붕괴|분자의 빛에 의한 붕괴|원자핵의 빛에 의한 붕괴}}
'''광분해'''(光分解, {{llang|en|photodissociation}})는 [[화합물]]이 [[광자]]에 의해 분해되는 [[화학 반응]]을 가리키는 말이다. 광분해는 한 개 이상의 광자가 하나의 분자와 상호작용할 때 정의된다.

광분해는 [[가시광선]]에 의해서만 일어나는 것이 아니다. 충분한 [[에너지]]를 가진 광자라면 화합물의 결합에 영향을 끼칠 수 있다. 광자의 에너지는 빛의 [[파장]]에 반비례하는 고로 [[가시광선]]이나 [[자외선]], [[엑스선]], 그리고 [[감마선]] 파장의 [[전자기파]]가 광분해를 일으킨다.

== 광합성과 광분해 ==
[[광합성]]의 [[명반응]] 중에 광분해가 일어난다. 이때의 반응은 다음과 같다.

H<sub>2</sub>A + 2 광자 <math>\longrightarrow</math> 2e<sup>-</sup> + 2H<sup>+</sup> + A

생성물 "A"의 화학 구조는 광합성을 하는 [[생물체]]의 종류에 따라 다르다. [[홍색황세균]]은 [[황화 수소]](H<sub>2</sub>S)를 [[황]](S)으로 산화시킨다. [[물]](H<sub>2</sub>O)이 광분해의 [[반응물|기질]]로 작용할 경우 [[산소]](O<sub>2</sub>)를 내놓게 된다. 이 과정을 통해 지구 대기 중에 산소가 순환하는데, 물의 광분해는 [[남조류]]의 [[틸라코이드]]나 [[녹조류]]와 [[식물]]의 [[엽록체]]에서 일어난다.

== 대기 중의 광분해 ==
{{참고|광화학 스모그}}
[[파일:SmogOverMexicoCity.jpg|섬네일|250px|[[멕시코시티]]를 뒤덮은 광화학 스모그.]]
[[탄화수소]]나 [[질소 산화물]] 같은 일차적 [[오염 물질]]이 [[질산염]] 같은 이차적 오염 물질로 전환될 때도 광분해가 일어난다.

[[대류권]]에서 일어나는 주요 광분해 현상은 다음의 두 가지가 있다.

:O<sub>3</sub> + hν → O<sub>2</sub> + O(<sup>1</sup>D) λ < 320 nm

이 반응으로 생성된 발생기산소가 물과 반응하여 [[하이드록실라디칼]]을 만들어낸다.

:O(<sup>1</sup>D) + H<sub>2</sub>O → 2OH

세제로도 작용하는 하이드록실라디칼은 탄화수소를 [[산화]]시키는 물질로, [[대기화학]]에서 중요하게 다루어진다.

두 번째 반응은 [[대류권 오존]] 오염의 핵심 반응으로, 다음과 같다.

:NO<sub>2</sub> + hν → NO + O
:O<sub>2</sub> + O → O<sub>3</sub>

[[오존층]]의 형성 역시 광분해로 인한 것이다. 지구의 [[성층권]]에 존재하는 오존은 자외선이 산소 분자(O<sub>2</sub>)를 두 개의 산소 [[원자]]로 분해시키고, 이 산소 원자가 멀쩡한 산소 분자와 결합하여 [[오존]](O<sub>3</sub>)이 만들어졌다. 또한 [[염화불화탄소]]가 광분해되어 [[유리기]] 염소를 생성, 오존층을 파괴한다.

== 천체물리학 ==
분자가 분해되고 새로운 분자가 생성되는 과정에서도 광분해가 일어난다. 성간 공간에서는 [[진공]] 때문에 분자와 유리기가 오랫동안 남아 있을 수 있는데, 광분해는 이 분자들이 분해되는 주요한 요인이다. [[항성]]이 형성되는 [[성간 구름]]의 구성 물질을 연구할 때도 광분해율이 중요하게 다루어지고 있다.

성간 물질에서 일어나는 광분해 현상의 예는 다음과 같다(<math>h\nu</math>는 빛의 과학적 기수법으로, 구체적으로 말하면 [[광자]]를 가리킨다).

:<math>H_2O + h\nu \rightarrow H + OH</math>
:<math>CH_4 +h\nu \rightarrow CH_3 + H</math>

== 같이 보기 ==
* [[섬광 광분해]]
* [[광촉매]]
* [[광화학]]

{{전거 통제}}

[[분류:화학 반응]]
[[분류:광합성]]
[[분류:천체물리학]]
[[분류:광화학]]