光化学五章
5第五章 植物的光合作用复习题参考答案
第五章植物的光合作用复习题参考答案一、名词解释1、光反应( light reaction)与暗反应(dark reaction )：光合作用中需要光的反应过程，是一系列光化学反应过程，包括水的光解、电子传递及同化力的形成；暗反应是指光合作用中不需要光的反应过程，是一系列酶促反应过程，包括CO2的固定、还原及碳水化合物的形成。
2、C3途径(C3pathway )与C4途径(C4pathway )：以RUBP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为PGA的光合途径为C3途径；以PEP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为四碳双羧酸的光合途径为C4途径。
3、光系统(photosystem, PS )：由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成的蛋白色素复合体，其中PSI的中心色素为叶绿素a P700，PSII的中心色素为叶绿素a P680.4、反应中心( reaction center)：由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成的具有电荷分离功能的色素蛋白复合体结构。
5、光合午休现象(midday depression )：光合作用在中午时下降的现象。
6、原初反应(primary reaction )：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。
7、磷光现象(phosphorescence phenomenon )：当去掉光源后，叶绿素溶液还能继续辐射出极微弱的红光，它是由三线态回到基态时所产生的光。
这种发光现象称为磷光现象。
8、荧光现象(fluorescence phenomenon )：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色，这种现象称为荧光现象。
9、红降现象(red drop )：当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。
10、量子效率(quantum efficiency )：又称量子产额或光合效率。
31图5—3甲醛分子的分子轨道、...
广东工业大学
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第五章 感光性高分子
在光化学反应中，光是以光量子为单位被吸收 的。一个光量子的能量由下式表示：
E h h c
（5—2）
其中，h为普朗克常数（6.62×10-34 J·s）。 在光化学中有用的量是每摩尔分子所吸收的能
量。假设每个分子只吸收一个光量子，则每摩尔分 子吸收的能量称为一个爱因斯坦（Einstein），实 用单位为千焦尔（kJ）或电子伏特（eV）。
键的键能。由表中数据可见，λ=200～800nm的紫
外光和可见光的能量足以使大部分化学键断裂。
广东工业大学
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第五章 感光性高分子
表5—1 各种波长的能量
光线名称 微波 红外线 可见光
波长 /nm 106～107 103～106
800
能量 /kJ 10-1～10-2 10-1～102
147
光线名称 紫外线
广东工业大学
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第五章 感光性高分子
通常，如果参与成键的电子有2n个，就有2n个 分子轨道(n个成键轨道和n个反键轨道)。在光化学 反应中，人们感兴趣的分子轨道有五种类型：非键 电子的n轨道；π键电子的π轨道；σ键电子的σ 轨道；反键的π*反键轨道和反键σ*轨道。单键的 成键轨道是σ轨道，双键的成键轨道除了一个σ轨 道外，还有一个能级较高的π轨道。O、N等原子 周围的孤电子轨道是n轨道。
O－O N－N C－S C－N
138.9 160.7 259.4 291.6
C－Cl C－C C－O N－H
328.4 347C
413.4 436.0 462.8 607
广东工业大学
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第五章 感光性高分子
2.2 光的吸收 发生光化学反应必然涉及到光的吸收。光的吸
高中化学选修第5章教案
高中化学选修第5章教案一、教学目标：1. 理解物质的结构对其性质的影响。
2. 掌握物质的结构与性质之间的关系。
3. 能够运用所学知识解释物质的性质及其在化学反应中的作用。
二、教学内容：1. 原子的结构与周期表2. 元素周期律和元素的周期性规律3. 化学键的类型及性质4. 分子的结构与性质5. 晶体与物质的性质三、教学重点：1. 元素周期律和元素的周期性规律2. 化学键的类型及性质四、教学难点：1. 化学键的形成与性质的关系2. 分子的结构对其性质的影响五、教学方法：1. 讲授相结合2. 实验教学法3. 讨论交流法六、教学过程：1. 导入：通过介绍物质的性质与结构之间的关系，引导学生思考为什么不同的物质有不同的性质。
2. 学习知识点：依次讲解原子的结构与周期表、元素周期律和元素的周期性规律、化学键的类型及性质、分子的结构与性质、晶体与物质的性质等内容。
3. 实验教学：引导学生进行实验，探究化学键的形成及其性质，分子结构对其性质的影响等实验内容，加深学生对知识的理解。
4. 讨论交流：组织学生进行讨论，总结不同类型的化学键在物质性质中的作用，以及分子结构对物质性质的影响等知识点。
5. 拓展延伸：引导学生研究化学键在生活中的应用，例如聚合物的制备、晶体的应用等，开阔学生的视野。
七、课堂作业：1. 完成相关练习题，巩固所学知识。
2. 思考某种物质的性质与结构之间的关系，并写出分析报告。
八、教学反馈：通过课堂讨论、作业检查等方式，检测学生对所学知识的掌握情况，及时帮助学生解决问题。
以上为高中化学选修第五章教案范本，具体教学内容可以根据实际情况进行调整。
祝教学顺利！。
高中化学第五章化工生产中的重要非金属元素章末共享课件新人教版第二册
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的 最佳方案是___丙_____，理由是
__耗__酸__量__最__少__，__无__污__染____________________________。
方案 甲 乙 丙
反应物
Cu、浓 HNO3 Cu、稀 HNO3 Cu、O2、稀 HNO3
(4)该小组同学向 d 中加入 KBr 溶液，c 中加入固体 KMnO4， 由 a 向 c 中加入浓盐酸。观察到的实验现象是
一定条件下用 CO 还原 SO2 得到单质硫的方法来除去 SO2。写出
一定条件 该反应的化学方程式_2_C__O_＋__S_O__2__=_=_=_=_=___S_＋__2_C_O__2 __________。
解析：A 中 S 的化合价为＋6 价且可以转化为硫酸，又可以 和二氧化硫互相转化，因此 A 为三氧化硫；B 中的硫的化合价 为－2 价且为气态氢化物，因此 B 为硫化氢；C 为铜盐且由硫酸 得到，因此为硫酸铜；由于 D 是由二氧化硫转化得到，且 D 转 化为硫酸是形成酸雨的重要过程之一，因此 D 为亚硫酸，E 为亚 硫酸盐。
斗 a 向 c 中加入 2 mL 浓硝酸，c 中反应的化学方程式是 _C_u_＋__4__H_N_O__3_(浓__)_=_=_=_C__u_(N__O_3_)_2＋__2_N__O_2_↑__＋__2_H_2_O_______。 再由 a 向 c 中加 2 mL 蒸馏水，c 中的实验现象是 _反__应__变__缓__，__气__体__颜__色__变__浅_________________________。
_c_中___有__黄__绿__色__气__体__产__生__，__d_中__溶__液__变__为___橙__色_________； 该小组同学实验目的是 _证__明__氧__化__性___K_M__n_O__4>_C__l2_>_B_r_2_____________________， 但此实验的不足之处是 _没__有__处__理__尾__气___________________________________。
第五章势能面
（Ep为体系的势能，r是偏离平衡位置的距离）
谐振子的运动遵从Hooke定律，体系的能量为：
E = (1/2) k r2
其薛定谔方程的解为：
Ev=hν ( V+1/2 )
Ev——本征值，对应于该函数的特定能量，是该动态体系的总能量（动能+势能） V—— 振动量子数，只能为0、1、2等整数 ν—— 经典振子的振动频率 h —— Planck常数
光化学反应的分类：
1）绝热光反应
R* P*
P R
二聚苯的激发波长为335nm,即其 激发能为357kJ/mol,经它分解生 成的苯激发态的激发能为460kJ/ mol。激发态苯行程的一部分能量 来自于化学反应的化学能.
2）非绝热光反应
R* P
R
hν
1，4-环己二烯
苯
hν
降冰片烯
苯
（从S1态发生的） （从T1态发生的）
途径 激发态势能面上的某些活性中间体（对应于势能面的极
小值）不一定总能用发射或吸收技术来检测 化学反应发生的途径依赖于竞争的光物理和光化学过程
2、 势能曲线
谐振子的量子力学模型
✓ 双原子分子的谐振子振动模型
把双原子分子看成是用一只弹簧连接起来的小球，体系向平衡位置的回复力F为：
F = dEp / dr
J
连续 B
F
ED
过 量 的 Ek
C
量子化
G
H
I 真实分子势能曲线的形状以及碰撞对分子势能的影响
从双原子分子推广到多原子分子
how简化?
多原子分子
“双原子”分子
未受 扰动
受 扰 动
未受 扰动
3、 辐射跃迁
经典模 型 S1
第五章 植物的光合作用
作用中心色素：少数特殊状态的叶绿素a分子。具 有两种，一种叫P700（即在700nm波长处有一吸收高峰 的叶绿素a），另一种叫P680（即在680nm波长处有一吸 收高峰的叶绿素a）。 聚光色素没有光化学活性，只有吸收光能的作用。 它们把吸收的光能以诱导共振方式传递给中心色素， 所以又称天线色素。作用中心色素具有光化学活性， 当它获得光量子能量后能进行电荷分离，使光能转换 为电能，是光能转换为电能的“转换器”。
CO2 + H2O
光
绿色细胞
（CH2O）+ O2
图2-1 植物的光合作用
（一）把无机物变成有机物
同化碳素2×10 吨/年，合成有 11 机物5×10 吨/年。
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（二）将光能转变为化学 能
贮藏能量3×1021焦耳/年。
（三）环境保护和维持生态平衡
同化二氧化碳2×10 吨/年，释放 11 氧气5.2×10 吨/年。
P 失去电子被氧化，A 得到电子被还原，D 放 出电子被氧化。
图2-14
二、电子传递和光合磷酸化
（一）光系统和电子传递链
1、光系统
光系统是指能够吸收光能并引起光合作用光反 应一组结合得比较牢的复合体。它们都有聚光色素 和作用中心色素。 1943年，爱默生以绿藻和红藻为材料，用不同波长研究 量子产额，发现作用光的波长超过685nm（远红光） 时，虽然量子仍被叶绿素大量吸收，但光合作用的量 子产额（每吸收一个光量子放出氧分子数）显著下降。 这种在长波红光下光合作用的量子产额下降的现象称 为“红降现象”。
（三）光合色素的光学特性
1、光的特性（辐射能量） 光波是电磁波，光是一粒一粒运动的粒子流，这 些粒子称光子或光量子。各种电磁波的波长不同， 对光合作用有效的可见光的波长是在390nm～760nm 之间。光量子的能量与其光的频率成正比，而与光 的波长成反比，波长越长，其量子所具有的能量越 小（表2-1）。各种波长的光量子每摩尔所具有的能 量可按爱因斯坦光化学当量定律计算。
第五章光稳定剂
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再如聚丙烯制品，如果不作稳定化处理，其户外 使用寿命只有几个月，大大影响了材料户外使用 的经济性和环保性，限制了其应用范围。 因此，研究弄清聚合物材料发生光老化作用的原 因及其具体物理－化学机理，并在此基础上研究 开发出有效的聚合物材料光稳定方法，对于聚合
物材料工业及相关行业的发展具有重要的意义。
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二、聚合物光降解机理
1、紫外线吸收
太阳光对高分子材料的老化作用主要起因于其所
含的紫外光。
由太阳辐射出来的电磁波包含从X－射线到远红外
的连续光谱(0.7～10000nm)。但在通过外空间和
高空大气层(特别是臭氧层)后，290nm以下的紫外
光和3000nm以上的红外光几乎全部被滤除，实际
到达地面的太阳波谱为290 ～ 3000nm。
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在实际到达地面的波谱中:
波长范围为400—800nm（约占40%）的是可见光;
波长约为800—3000nm（约占55%）的是红外线; 波长约为290—400nm（仅占5%）的是紫外线。 虽然紫外线仅占约5%左右，但是，这小部分的太 阳光紫外线具有足以打断聚合物中化学键的能量。
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2、发生光氧化降解反应 聚合物分子吸收光能后，即被激发到电子激发态。 电子激发态是不稳定的，它将会通过各种光物理 和光化学过程消散激发能。 激发态分子如果未能及时通过光物理过程消散激 发能，它将可能发生化学反应。 以下是聚合物光降解反应的一般过程：
合物光氧化反应的关键。
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聚合物光降解与热氧化降解比较
光降解
降解机理 链引发 自由基反应 紫外辐射能
热氧化降解
自由基反应 热能
反应情况
反应速度 链增长
强键也能断裂或 被活化 反应速度较快
第五章光稳定剂
2．紫外线吸收剂 这是目前应用最广的一类光稳定剂，它能强烈地、 选择性地吸收高能量的紫外光，而自身又具有高 度的耐光性，并以能量转换形式，将吸收的能量 以热能或无害的低能辐射释放出来或耗掉，从而 防止聚合物中的发色团吸收紫外线能量随之发生 激发。具有这种作用的物质称为紫外线吸收剂。
21
紫外线吸收剂所包括的化合物类型比较广泛，但
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五、光稳定剂应具备的条件
1、能强烈吸收290～400nm波长范围的紫外线或能有效地
猝灭激发态分子的能量，或具有足够捕获自由基的能力； 2、与聚合物及其助剂的相容性好，在加工和使用过程中不 喷霜，不渗出； 3、具有光稳定性、热稳定性及化学稳定性，即在长期曝晒 下不遭破坏，在加工和使用时不因受热而变化，热挥发损 失小，不与材料中其他组分发生不利的反应； 4、耐抽出、耐水解、无毒或低毒，不污染制品、价格低廉。
2
聚合物材料光老化的最终结果是使用寿命缩短。 例如，EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）胶膜作为 太阳能电池的封装材料，面临的最重要问题就是 胶膜由于紫外光和湿热氧引起的室外老化问题。 由于老化引起的生色，脱层等很大程度上降低了 电池使用寿命和效率。目前对EVA胶膜耐紫外老化 性能的研究已成为EVA胶膜改性的主要方向。
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聚合物光降解反应的一般过程如下： 链引发：氢过氧化物．ROOH 羰基化合物， C=0 残留催化剂，Tj⋯ ⋯ 电荷转移配合物 结果：产生自由基： R· 、 RO· 、HO· …… 根据光吸收模式的不同．高分子材料光氧化降解 反应的引发可分为两个主要类型：杂质发色团光 吸收引发和主体结构发色团光吸收引发。
苯甲酮类的1/l0～1/20)，在稳定过程中不发生
较大的化学变化，但它能转移聚合物分子因吸收 紫外线后所产生的激发态能，从而防止了聚合物 因吸收紫外线而产生的游离基。
5.势能面解析
2）S0、S1、T1势能面上的极大值的位置 3）引起势能面分离的相互作用
4）两个势能面接近处的分子几何构型
光化学反应的分类：
1）绝热光反应：反应发生在同一连续变化的势能面内
R* P*
P R
二聚苯的激发波长为335nm,即其 激发能为357kJ/mol,经它分解生 成的苯激发态的激发能为460kJ/ mol。激发态苯行程的一部分能量 来自于化学反应的化学能.
4）分子的能量永远≠0 ，分子存在概率最大的是V=0的振动能级。 —— V=0的振动能级对于光化学或光物理过程是最为重要的。
5）随着振动能级的提高，经典模型与量子力学模型越来越接近 （a:概率， b:能级连续化）
势能曲线不对称
双原子分子的非谐振子模型
A dEp/dr=0 分子解离
振动能级不等间距 J 过 量 的 Ek C
S1和T1态是绝大多数有机光化学过程开始的能级
光化学反应的特点
易于生成高能产物和不稳定的产物
反应温度系数很小，有时升高温度，反应速率 反而下降 低的活化能和高的反应速率常数
光化反应的平衡常数与光强度有关
等温等压条件下，能进行DrG>0的反应
存在基态与激发态势能面之间的跃迁
基态与激发态势能面的图示
第五章、势能面
定义：电子状态确定的体系的势能随其核位置改变 的图形称为势能面
势能
核位置
1、 光化学反应的特点
所有光化学反应都遵从以下光化学规律：
只有被体系内分子吸收的光，才能有效地引起该体系 的分子发生光化学反应
在初级过程中,一个被吸收的光子只活化一个分子
被分子吸收的每个光子，以一个确定的概率产生最低 的激发单重态（ S1 ）或最低的激发三重态（ T1 ）
第五章 光化学原理
1.电子的跃迁
光子被分子的发色团（指分子中吸收光的那些基 团或键）吸收后，它的能量转移给了分子，随之 引起分子的电子结构的改变，产生各种电子的跃 迁，其中最重要的是π π*和n π*跃迁。
n轨道：孤对电子所处的非键轨道。当有机分 子中有杂原子时，就可能出现杂原子中的一 个电子对没有与其它原子共用而在未成键的 轨道中，这种轨道就是n轨道。它不参与分子 的成键体系
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2－萘酚的光谱与pH值有关。
一般在较强的酸性条件下，溶液中应没有 负离子存在，但由图可见，激发后可以发
现负离子的荧光谱线，这种现象人们认为
是在激发态时，质子交换非常迅速，因此
存在激发态的酚和激发态共轭碱间的酸碱
平衡：
hν
HA HA*
H+ + A-*
HA + hν'
A- + hν'' 25
激发态比基态有较高的氢离子浓度，呈现 出较强的酸性。
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3.激发态的静态性质
当分子处于激发态时，由于电子构型 的变化，某些静态的性质如几何形状、 偶极矩和酸碱性与基态有所不同。
研究激发态的几何形状比较困难——激 发态浓度很小、寿命短。目前只能知道 简单分子如乙烯和甲醛的激发态的几何 形状
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甲醛nπ*激发态最可能的结构是锥形结构，因为在甲 醛的nπ*态中有两个电子在碳氧间的π成键轨道上， 所以n π*跃迁只能使碳氧键变弱及拉长，使之介于 C－O和C=O键长之间，因而分子从基态的平面结构 变成激发态的锥形结构。激发单线态与激发三线态 的形状又略有差别。
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5. 选择定则
有机分子的激发态是由电子跃迁 产生的，有机分子中有许多能级， 电子从低能级向高能级跃迁，这种 跃迁有时是允许的，有时却是禁阻 的。
物理化学习题答案第六版
物理化学习题答案第六版物理化学习题答案第六版是一本非常重要的参考书籍，它包含了许多物理化学领域的经典习题和答案。
通过学习这本书，我们能够更好地理解物理化学的概念和原理，并提高解决问题的能力。
在这篇文章中，我将分享一些我在学习中遇到的一些习题以及对应的答案，希望能够对大家的学习有所帮助。
第一章：热力学1. 对于一个理想气体，当它的体积减小一半时，温度保持不变。
求气体的绝热指数γ。
答案：根据理想气体状态方程PV = nRT，当体积减小一半时，压强翻倍。
根据绝热过程的关系式PV^γ = 常数，代入压强翻倍的条件，可得γ = 1.4。
第二章：量子力学1. 一个质量为m的自由粒子，处于势能为V(x) = 0的无限深势阱中，求其能量本征值和能量本征函数。
答案：根据量子力学的基本原理，能量本征值由Schrödinger方程确定。
在无限深势阱中，Schrödinger方程为-d^2ψ/dx^2 = Eψ，其中E为能量本征值，ψ为能量本征函数。
根据边界条件，能量本征值为En = (n^2π^2ħ^2)/(2mL^2)，能量本征函数为ψn(x) = √(2/L)sin(nπx/L)，其中L为势阱的宽度。
第三章：化学动力学1. 对于一个一级反应，当初始浓度为C0时，经过时间t后浓度降低到C。
求反应速率常数k。
答案：一级反应的反应速率方程为-dC/dt = kC，其中k为反应速率常数。
将反应速率方程积分得到ln(C/C0) = -kt，整理后可得k = -ln(C/C0)/t。
第四章：电化学1. 在电解质溶液中，当施加电压U时，溶液中的电流I为多少？答案：根据欧姆定律，电流I等于电压U除以电阻R。
所以，I = U/R。
第五章：光化学1. 在光化学反应中，光子与分子碰撞后发生电子跃迁，从而产生化学反应。
请问光子的能量与波长之间的关系是什么？答案：光子的能量E与波长λ之间的关系由普朗克公式确定，即E = hc/λ，其中h为普朗克常数，c为光速。
第五章--植物的光合作用
特征
PSⅡ 大 17.5
内侧
水的光解 短波光 和放氧
PSⅠ 小 11
NADP+ 外侧 长波光 的还原
（二）光合电子传递链
4种蛋白复合体（类囊体膜）：
① PSⅡ——基粒片层的垛叠区
② 细胞色素b6/f 复合体——链接两个光系统
③ PS Ⅰ
基粒片层和基粒片层的垛叠区
④ ATP合成酶复合体
1.光系统Ⅱ
光下在叶绿体中发生的由ADP与Pi合成ATP的反应
类型
1)非环式光合磷酸化 2)环式光合磷酸化 3)假环式光合磷酸化
1.化学渗透机制
由英国的米切尔(Mitchell 1961)提出，特点： ①膜对离子和质子的透过具有选择性 ②电子传递体不匀称地嵌合在膜 上 ③膜上有偶联电子传递的质子转移系统 ④膜上有转移质子的ATP酶
特点：路线是开放 的，既有O2的释放， 又有ATP和NADPH 的形成。
(2) 环式电子传递
指PSⅠ产生的电子传给Fd，再到Cytb6/f复合体，然后 经PC返回PSⅠ的电子传递。
即电子的传递途径是一个闭合的回路。
特点：电子传递途径是 闭合的，不释放O2，也 无NADP+的还原，只有 ATP的产生。
（2） 温度
叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度 影响。
（3） 矿质元素
氮、镁—叶绿素的组分；铁、铜、锰、 锌—叶绿素酶促合成的辅因子
（4） 水分
植物缺水会抑制叶绿素的生物合成，且与蛋白质 合成受阻有关。
（八）叶色与各类光合色素的含量
叶色的表现取决于叶绿素和类胡萝卜素的比例。
一般，叶片中叶绿素 与类胡萝卜素的比值约为 3∶1，正常的叶子总呈现 绿色。秋天，叶绿素较易 降解，数量减少，而类胡 萝卜素比较稳定，呈现黄 色。
05●第五章光合作用
3．类囊体
类囊体：叶绿体内部由单层膜围起的扁平小囊。 膜厚度5～7nm，囊腔空间为10nm左右，内部充满 溶液；片层伸展的方向为叶绿体的长轴方向。
类囊体
类囊体分为二类： A . 基粒类囊体（构成基粒的类囊体）：
垛叠在一起成为基粒。
B. 基质类囊体：
贯穿基质之中，连接在两个基粒之间。
在这个过程中，在光的激发和一系列电子传递体、 氢传递体的参与下，水光解释放出O2和H，其中 H＋和e－分别通过不同途径传递给 NADP+ 还原 为NADPH、传递给无机磷（Pi）与ADP合成ATP， 从而将电能转变为活跃的化学能。
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●两个光系统
电子传递由2个光系统（ PSII 和PSI）协同进行，完成 水的光解、放氧和NADP+ 的还原。
05●第五章光合作用
第五章 植物的光合作用
第一节 光合作用 及 生理意义 第二节 叶绿体与光合色素 第三节 光合作用的机制 第四节 光呼吸 第五节 同化物的运输与分配 第六节 影响光合作用的因素 第七节 光合作用与作物生产
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第一节 光合作用 及 生理意义
自养生物吸收二氧化碳转变成有机物的过程叫碳素同化 作用。
（10-2 s）
透射光
叶
绿色
绿
素
反射光
红色 （荧光现象）
溶
液 照光后黑暗 极微弱红光（磷光现象）
叶绿素的荧光现象和磷光现象都是 叶绿素被光激发后产生的。
而叶绿素分子的激发是光能转变为 化学能的第一步。
△
四、叶绿素的生物合成 及其与环境条件的关系
植物体内的叶绿素是不断地进行代谢的，有合成，也有分 解，用 15N 研究证明，燕麦幼苗在72小时后，叶绿素几乎全部 被更新，而且受环境条件影响很大。
第5章 植物的光合作用--级-第3-4
PSⅠ→Fd→PQ→Cytb６/f→PC→PSⅠ
环式电子传递不发生H2O的氧化，也不形成NADPH，但有H+的跨 膜运输，可产生ATP，每传递一个电子需要吸收一个光量子。
特点
电子传递途径 是闭路的； 不 释 放 O2 ， 也 无NADP+的还原， 只有ATP的产生。
3.假环式电子传 指水中的电子经PSⅡ与PSⅠ传给Fd后再传给O２的电子传递途 递
叶绿体
2H2O＊＋2A
2AH2＋O2＊
放氧复合体(OEC)又称锰聚合体 (M,MSP)，在PSⅡ靠近类囊体腔 的一侧，参与水的裂解和氧的 释放。 水的氧化反应是生物界中植物 光合作用特有的反应，也是光 合作用中最重要的反应之一。
每释放1个O２需要从2个H2O中移去 4 个 e-，同时形成 4 个 H＋。
PSⅠ颗粒较小，直径为11
nm，位于类囊体膜
的外侧，不受敌草隆抑制；其光化学反应是长波光 反应(P700，Chla/Chlb的比值大)，其主要特征是 NADP+的还原。
光系统（photosystem）的分布和特征
PSⅠ
分布 中心色素 反应 特征 光合膜外侧 P700 长光波反应 NADP+的还原
PSⅡ
传递。高等植物的PSⅠ由反应 形成还原型的NADPH形成电子空穴。
中心和LHCⅠ等组成。
光系统II的反应中心P680分子受光激发，放出高能电子传 PSⅡ复合体 主要功能是吸收光能，进行
光化学反应，产生强的氧化剂，使水裂解释 体蓝素到P700，填充了P700的电子空穴，此时P700可以 放氧气，并把水中的电子传至质体醌。 再次被激发，继续进行光合作用。
H２O→ PSⅡ→PQ→Cyt b６/f→PC→PSⅠ→Fd→FNR→NADP＋ 按非环式电子传递，每传递4个e- ，分解2个H2O，释放1个O2 ，还原2个 NADP+，需吸收8个光量子，量子产额为1/8，同时转运8个H+进类囊体腔。
第五章自由基反应
第五章⾃由基反应第五章⾃由基反应5.1 ⾃由基⾃由基是含有⼀个或多个未成对电⼦的物种，它是缺电⼦物种，但通常不带电，因此它们的化学性质与偶电⼦的缺电⼦物种——例如碳正离⼦和卡宾——很不相同。
“基”（radical）这个词来⾃拉丁语“根”。
“基”的概念最初⽤于代表贯穿于⼀系列反应始终保持不带电的分⼦碎⽚，⽽“⾃由基”（free radical）的概念最近才被创造出来，代表⼀个不与任何其他部分成键的分⼦碎⽚。
时⾄今⽇，“基”和“⾃由基”可以混⽤，但“基”在特定⽂献中依然保留了它的原意（例如，有机结构中的R基）。
5.1.1 稳定性本章讨论的⼤多数化学问题都涉及烷基⾃由基（·CR3）。
它是⼀个七电⼦、缺电⼦的物种，其⼏何构型可以看做⼀个较钝的三⾓锥，杂化类型兼有sp2和sp3成分，三⾓锥发⽣翻转所需能量很⼩。
实际操作中，你可以把烷基⾃由基看做sp2杂化的。
烷基⾃由基和碳正离⼦都是缺电⼦物种，能稳定碳正离⼦的结构因素同样能稳定烷基⾃由基。
烷基⾃由基可以被相邻的带孤对电⼦的杂原⼦或π键所稳定——正如它们稳定碳正离⼦时那样——且稳定性顺序为3°＞2°＞1°。
但是，在碳正离⼦和烷基⾃由基的能量趋势之间依然存在两个主要的区别：1.最外层含7个电⼦的C原⼦不如只含6个电⼦的C原⼦缺电⼦，因此烷基⾃由基不如相应的碳正离⼦能量⾼。
因此，极不稳定的芳基和1°烷基碳正离⼦从未观察到，但芳基和1°烷基⾃由基则相当常见。
2.对碳⾃由基⽽⾔，相邻的孤对、π键或σ键带来的额外稳定性不如碳正离⼦那么显著。
原因是：⼀个充满的AO或MO与⼀个碳正离⼦全空的AO之间的相互作⽤会将两个电⼦放置在⼀个能量降低的MO中，⽽⼀个充满的AO或MO与⼀个碳⾃由基半充满的AO之间的相互作⽤会将两个电⼦放置在⼀个能量降低的MO中，⼀个电⼦放置在⼀个能量升⾼的MO中。
尽管相邻的孤对、π键或σ键对碳⾃由基的稳定效果不如碳正离⼦，但若⼲个这些基团对⾃由基的稳定作⽤累积起来依然相当可观。
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激发态的猝灭和分子敏化 fan
激发态分子和基态分子相互作用的过程中，处于 激发态的能量给体D*回到基态，同时把能量转移 到受体（基态）A分子上，使A从基态提升到某个 激发态。其中，由于发生了能量转移，D*的发光 过程减弱或完全停止，称为猝灭；A接受D*所给的 能量后变为激发态，具有发射或激发态分子所应 有的其它特性，这个过程称为敏化。 猝灭和敏化是同一过程的两个方面，就能量给体 而言称为猝灭，以丧失部分或全部激发态的性质 为标志，对能量受体而言称为敏化，它将表现出 激发态的特征。
fan
5 思考题
1、何谓光致电子转移。 2 、光致电子转移过程中的分子间电荷 （电子）转移的类型。 3、光致电子转移过程中的分子内电荷 （电子）转移的类型。
1.3受体为激发态的光致电子转移
分子轨道表示的受体为激发态的光致电子 转移过程
1.4光致电子转移概念
fan
光致电子转移是指电子给体或者电子受体首先受光激 发，激发态的电子给体与电子受体之间或者电子给体 与激发态的电子受体之间的电子转移反应。 与基态相比，激发态既是较好的电子给体，也是较好 的电子受体，因此光致电子转移反应是光化学中较普 遍的一类反应，同时电子转移也可以作为使激发态猝 灭的一种重要途径。 光致电子转移反应包括初级电子转移反应和它的次级 过程，前者指电子在激发态与基态分子之间通过转移 形成电荷转移复合物的过程，后者指电子返回基态、 系间窜越、离子对的分离或复合等过程。
2.1.4 电子跳跃转移
给体与受体之间可以在溶剂参与下（并 非必要条件）实现电子越过多个分子后 的转移，这是一种长距离的电荷转移机 制。
2.2 分子间电荷转移的研究方法
可以利用发射光谱、吸收光谱、闪光光 解、CIDNP以及其它瞬态或时间分辨技 术，但相对来说至今还没有形成一种十 分有效的研究方法。
第五章 光致电子转移
一、概述 二、分子间的电荷（电子）转移 三、分子内的电荷转移 四、Marcus电子转移理论 五、思考题
1.1 电子转移图示
用分子轨道表示的一般电子转移过程，其中 D为给体（donor) ,A为受体(acceptor)
1.2给体为激发态的光致电子转移
分子轨道表示的给体为激发态的光致电子 转移过程
2.1.2 碰撞复合物中的电荷转移
激发态分子向基态受体间的电荷转移， 如发生在碰撞复合物阶段，将立即形成 紧邻离子对，也有可能生成溶剂分隔的 离子对，并依溶剂极性的不同相互转化。
2.1.3激基复合物中的电荷转移
形成激基复合物是一条重要的电荷转移 途径。由于激基复合物的两部分都带有 微量的电荷，因而具有较大的偶极矩。 其中容易形成夹心结构的有机平面分子 较容易形成激基复合物。
非刚性分子的分子内电荷转移过 程（a为短链,b为长链）
3.2 刚性分子内的电荷转移
影响电荷转移的主要因素为给体和受体 之间的相对取向和有效距离。
3.3 分子内电荷跳跃转移 fan
有机分子内的官能团之间可发生电荷转移
4 Marcus电子转移理论 fan
参看课本154-166
溶液中电子转移的途径
芘被DMA猝灭电荷转移机制
2.3分子间电荷转移过程的自由能变化
Hale Waihona Puke fan书本147-1493.1 非刚性分子内的电荷转移
非刚性分子具有构象变换位垒很低的特 点，而且可接受温度、溶剂黏度和介电 常数的影响。这种分子内的给体部分和 受体部分的距离及所形成的激基复合物 的构型、稳定性都具有可以变化的特点。
2.1分子间电荷转移的途径
在溶液中，独立存在的电子给体和电子受体的相 互作用，由于溶剂的参与，可形成下列各种状态： 相遇复合物(encounter complex)、碰撞复合物 (collision complex)、激基复合物(exciplex)、接 触离子对(contact ion pair,CIP)、溶剂分隔离子对 solvent-separated ion pair,SSIP)、自由离子(free ions)、等。
2.1.1相遇复合物中的电荷转移
相遇复合物是由激发态和基态分子相互 作用生成的集合物。在溶剂笼中二者相 距约0.7mm左右。激发态分子在衰变前 与基态分子相遇并形成相遇复合物后， 接着便发生碰撞、分离、再碰撞----。这 其中，分子在形成相遇复合物期间可以 完成激发态分子向基态分子的电荷转移 过程，并有可能进而生成溶剂分隔的离 子对。