31. Ионосфера деп нені атайды? Сипатта

Иондардың концентрациясы көп болатындықтан атмосфераның мезопаузадан жоғары қабатын ионосфера деп атайды. Ионосфераның температурасы биіктеген сайын өседі. Бұның себебі иондар мен электрондардың бөлінуімен жүреді. Атмосфераның ең жоғары қабаттарына кинетикалық энергиялары жоғары бөлшектер ғана жете алады.

Су булары да маңызды газдар, бірақ олардың мөлшері күшті құбылып, өзгеріп отырады. Атмосферада судың концентрациясы температураға тәуелді.

Көміртек диоксидінің концентрациясы көптеген басқа инертті (әрекеттеспейтін) микрокомпонентті газдармен салыстырғанда аз. Су және СО₂-ге (аз дәрежеде) қарағанда,көптеген газдардың атмосферадағы концентрациясы тұрақты. Бұдан интернетті газдардың маңызы жоқ деп айтуға болмайды, бірақ атмосфераны зерттейтін химиктердің назарын әдетте реакцияға қабілетті газдар аударады.

Ионосфера жер бетінде қысқа толқынды радиотолқындардыңтаралуына көп әсер етеді. Ионосферада поляр шұғыласы мен ионосфералықмагниттік дауылболып түрады.Ионосфераны барлап білу (Зондирование ионосферы) — 50-80 кмден 400-500 км-ге дейінгі қабаттағы атмосфераның ионданусипаты туралы деректер алу. Олионосфералық станция, метеорологиялық ракетаарқылы жүзеге асады. Ионосфераны барлап білу деректері алысрадиобайланысүшін тиімді жиілікті таңдау кезінде пайдаланылады.

32. Атмосфераның қазіргі кездегі химиялық компоненттері азот (n2) оттек () түсуінің табиги жэне антропогенд негізгі көздеріАзот (n2) және оның қосылыстары

Азоттың молекуласында берік үш байланыс болатындықтан оның реакцияға қабілеті аз. Салмағы ауыр,суда ермейтін және химиялық инертті болғандықтан бұл газдар атмосферадан кетпейді деуге болады. Инертті газдардан кейін азоттың атмосферада болу уақытын ең үлкен -10⁶ жылға тең.Азоттың биохимиялық рөлі екі жақты,біріншіден, радиацияға қабілетті өте күшті оттекті сұйылтады-әдетте өсімдіктердің бәрі жанып кеткен болар еді.Екіншіден, оның химиялық реакцияға түсетін мөлшері барлық биосфераны қосылыстарымен қамтамасыз етуге жеткілікті.Азоттың молекуласында берік үш байланыс болатындықтан оның реакцияға қабілеті аз.Салмағы ауыр,суда ермейтін және химиялық инертті болғандықтан бұл газдар атмосферадан кетпейді деуге болады. Инертті газдардан кейін азоттың атмосферада болу уақытын ең үлкен -10⁶ жылға тең.Азоттың биохимиялық рөлі екі жақты, біріншіден, радиацияға қабілетті өте күшті оттекті сұйылтады-әдетте өсімдіктердің бәрі жанып кеткен болар еді.Екіншіден, оның химиялық реакцияға түсетін мөлшері барлық биосфераны қосылыстарымен қамтамасыз етуге жеткілікті.Азот реакцияға не нитрофикациялайтын (оны аммоний тұздарына дейін тотықсыздандыратын) бактериялардың әсерінен, не өте жоғары температурада (азот (II) оксидіне дейін тотықтыратын) түседі.Атмосферада мұндай температура найзағай жарқылында, техносферада-іштен жанатын қозғалтқыштардың карбюраторында (Отто жүйесі) және реактивтерді қозғалтқыштарда түзіледі.

Түзілген NO ауадағы оттекпен тез тотығып NO₂–ні береді, NO₂ оттек қатысында бұлттардағы тамшы суымен әрекеттеседі. Бұл реакцияны жазсақ;

4 NO₂+2 Н₂О+О₂= 4Н NO₃

Шынын айтқанда, бұл реакция едәуір күрделі өтеді (NO₂-нің ауадағы) концентрациясы күшті найзағайдың өзінде өте аз және оның төрт молекуласының кездесу ықтималдығы да аз. Азот оксидтерінің реакцияға түсу қабілеттілігі жоғары болғандықтан олардың атмосферада болу уақыты небәрі 4 тәулік қана. Азот қышқылы жаңбырдың әсерінен атмосферадан жуылып жерге түседі, топырақта болатын негіздермен бейтараптанады, сөйтіп түзілген нитраттар өсімдіктерге сіңеді.

Оттек () Оттек барлық органикалық заттарды тотықтыратындықтан тірі организмдерге өте қажет. Жүретін тотығу реакциясы организмдер үшін энергия көзі болып табылады. Организмдер оттексіз де энергия алатын процестер де болады (мысалы, аноэробты демалу), бірақ олардан алынатын энергия аздау. Егер оттек молекуласын молекулалық орбитальдар әдісімен сипаттайтын болсақ, оттек молекуласының бос аңдатушы ( разрыхляющий) орбиталында екі жұпталмаған электрондар болады, демек, оттек молекуласын бирадикал деп қарастырады:

О^. – – О^.

Сондықтан оттек молекуласының реакцияға қабілеттігі өте күшті.

33. Атмосфераның қазіргі кездегі химиялық компоненттері озон көмірқышқыл газы (CO₂ ) түсуінің негізгі көздері.Озон(O₃) түзілуі – жарық энергиясы әсерімен жүретін фотохимиялық процесс. Жарықтың толқын ұзындығы аз болған сайын, оның энергиясы көп. Оттек молекуласын бөлшектерге бөлу үшін толқын ұзындығы 240нм-ден аз болатын ультракүлгін (УК) сәулеленуі қажет:

O₂ + hʋ→ O• + O•

Оттектің атомдары (О) түзіле салып олар озон түзе әрекеттеседі:

O₂ + O• → O₃

Фотохимиялық процестің нәтижесінде түзілген озон (O₃) оның ыдырау реакциясы нәтижесінде теңдесуі мүмкін. Оны оттек атомдарын жоятын процестің реакциясымен бірге былай жазуға болады:

O₃ + hʋ→ O₂+ O•

O₃ + O• → 2O₂

O• + O• +M → O₂ + M

«Үшінші дене» деп аталатын М, реакцияның артық энергиясын жұтады. Үшінші дене ретінде O₂ немесе азот молекуласы (N₂) бола алады «Үшінші денесіз» тізілген О₂ қайтадан ыдырап кетеді. Бұл реакциялар О₃–тің химиясын толық түрде сипаттамайды, сондықтан оттектен басқа оның құрамында сутек (Н), азот (N), және хлор (Cl) болатын реакцияларды қарастыру керек:

OH ^̄ + O₃ → O₂ + HO₂̄ ³

HO₂̄ ³ + O → OH ^̄ + O₂ ,

Бұлардың қосындысы мына реакцияны береді:

О₃ + О → О₂

Осыларға ұқсас реакцияларды басқа формалары үшін де (мысалы, дыбыстан жоғары авиация қозғалтқыштарынан шығатын азот тотығы (NO) немесе тропопаузадан өтіп стратосфераға жететін азоттың шала тотығы (N₂О)] жазуға болады:

NO + O₃ → O₂ + NO₂

NO₂ + O → NO + O₂

N₂O реакцияға бастапқы сатыда түседі:

N₂O + О → 2NO.

Реакцияны хлорфторкөмірсутектерден бөлінетін хлор үшін жазсақ:

O₃ + Cl ̄ → O₂ + ClO ̄

ClO ̄ + O ̄² → O₂ + Cl

Осы үш топтардағы реакциялардан көретініміз: O₃ және атомдық оттек жойылып, ОН, NO немесе Сl радикалдары түзіледі. Сөйтіп, бұл радикалдарды озонның ыдырауының катализаторы ретінде қарауға болады.Стратосфера озонының химиясы үшін маңызды жағдайды айтсақ, ол жоғарыдағы катализдік реакциялардың ластаушы бір молекуланың әсерінен озонның көптеген молекуласы жойылатынын көрсетуі болып табылады.ХФУ (хлорфторкөмірсутектер)–стратосферадағы озон қабатын бұзатын себептердің бірі. Азот қосылыстары, егер олар стратосфераға кіріп жоғарыдағы реакциялар тізбегіне қатысатын болса, онда олар да озон қабатын бұзады. Дыбыс жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен (сверхзвуковые) үлкен биіктікте ұшатын комерциялық ұшақтардан бөлінетін азот қосылыстары ең бірінші ластаушы заттар болады, себебі бұл газдардың реакцияға қабілеттіктері төмен стратосфераға өтуі баяу болса да оларды ұшақтардың өзі жоғары қабаттарға алып барады.

Көмірқышқыл газы (CO₂ ).Оттек сияқты көмірқышқыл газының пайда болу және жұмсалу көздері болып тірі организмдер саналады. Көмірқышқыл газы өсімдіктерге олардың күрделі органикалық заттардың фотосинтезі үшін қажет, фотосинтез реакциясынан организмдер энергия алады және өздерінің дене мүшесін қалыптастыратын материалдар алады. Қазіргі кезде көмірқышқыл газы тапшы ресурстарға жатады, сол себепті оның атмосферада болу уақыты үлкен емес –4 жыл (ал оттектің уақыты 5000 жыл). Өнеркәсіптік революцияға дейін атмосфера көмірқышқыл газы бойынша тұрақты болған (органикалық заттардан мысалы, торфтан аздап шығарылатынын есептемегенде). Глобальды экожүйеде атмосферадағы CO₂ көмірқышқыл газының концентрациясы миллион жылдар бойы тұрақты болады. Бірақ қазбалы отындарды жағудың әсерінен атмосфераға көмірқышқыл газының қосымша мөлшерлері түсе бастады. Бұған жер жыртудың әсерінен гумустың бұзылуы нәтижесінде пайда болатын көмірқышқыл газы қосылды.Жер қыртысын бүлдіріп, ағаштарды жоюдың әсерінен фотосинтездің өсуі көмірқышқыл газының концентрациясының өсуінен аз жердегі гумус қабаттың бүлінуі атмосферада көмірқышқыл газын көбейтеді.