réaction photochimique   Niveau d'explication :    La photochimie est cette branche de la chimie qui étudie toute réaction s'accompagnant d'une absorption ou d'une émission de lumière ou, plus généralement, d'un rayonnement électromagnétique : le déroulement d'une telle réaction photochimique suppose un apport ou au contraire un dégagement d'énergie, qui sont en partie au moins fournis ou dépensés par des photons transportant chacun un quantum d' énergie radiante égal à h ν = h c / λ , où ν figure la fréquence du rayonnement et λ sa longueur d'onde dans le vide ( h désigne la constante de Planck et c la vitesse de la lumière ). Dans la troposphère , les réactions de ce type sont à l'origine de la production de nombreux polluants secondaires , à commencer par l' ozone O 3 . Dans la stratosphère et la mésosphère — constituant la moyenne atmosphère — , puis dans la thermosphère — appartenant à la haute atmosphère — , le maximum de fréquence que peuvent atteindre les rayonnements électromagnétiques ayant réussi à pénétrer dans l' atmosphère devient plus grand à mesure que l'on s'élève en altitude : déjà, dans la stratosphère, les rayons de l' ultraviolet lointain participent à la photochimie de l'ozone ; viennent plus haut les rayons X, eux aussi émis par le Soleil , puis les rayons cosmiques. Ces rayonnements de plus en plus puissants interfèrent avec les constituants atmosphériques en stimulant des réactions photochimiques qui seraient impossibles dans la basse atmosphère , où les rayons très énergétiques ne parviennent pratiquement pas. Ainsi rencontre-t-on en premier lieu, lors de telles ascensions, des réactions de photodissociation : par exemple, dans la stratosphère et la thermosphère, l'oxygène moléculaire O 2 se casse en deux atomes O ; dans la stratosphère, le dioxyde d'azote NO 2 dégage de l'oxygène atomique O en redonnant du monoxyde d'azote NO et l'ozone fait de même en redonnant de l'oxygène moléculaire, tandis que dans la mésosphère, la vapeur d'eau H 2 O se scinde en un atome d'hydrogène H et un radical hydroxyle OH. Plus complexes sont les réactions "binaires", qui mettent en jeu des couples de molécules ou d'atomes différents : par exemple, dans la stratosphère, l'azote, se présentant soit sous forme atomique N ou moléculaire N 2 , soit sous forme d'oxyde (qu'il s'agisse de l'oxyde nitreux N 2 O, du monoxyde d'azote NO ou du dioxyde d'azote NO 2 ), génère de multiples combinaisons avec l'oxygène agissant ici sous forme d'atome, de molécule ou bien d'ozone (on trouve également des combinaisons avec les halogènes, comme le chlore Cl ou le brome) ; dans la basse thermosphère, l'oxygène moléculaire et l'azote atomique se transforment, l'un en oxygène atomique, l'autre en azote moléculaire, par l'intermédiaire du monoxyde d'azote, tandis que la mésosphère voit l'oxygène atomique évoluer en radical hydroxyle pour transformer l'hydrogène moléculaire, la vapeur d'eau et le méthane CH 4 respectivement en hydrogène atomique, en radical hydroxyle et en radical méthyle CH 3 . Toutes ces réactions de dissociation ou de combinaison entre molécules et radicaux libres s'effectuent à des vitesses variées et ne cessent de donner lieu à des recombinaisons, souvent provoquées, d'ailleurs, par la participation d'éléments tiers, de provenance parfois non naturelle : signalons en particulier la photodissociation des chlorofluorocarbures ou CFC (par exemple CFCl 3 , CF 2 Cl 2 ...), initiatrice du phénomène du trou d'ozone antarctique. D'autre part, à des altitudes élevées, d'autres types de réactions peuvent apparaître : ainsi commencent à se former par ionisation , à partir de la mésosphère supérieure, les couches successives de l' ionosphère ; de même, l'absorption de rayonnements très énergétiques peut produire sur la disposition des électrons de la particule absorbante des modifications suffisantes pour que cette dernière émette à son tour un rayonnement, mais dans le visible (de telles réactions d'excitation sont en particulier à l'origine de la luminescence atmosphérique ). Un article du glossaire réunit un ou plusieurs textes explicatifs. D'éventuels articles rattachés sont présentés dans chacun de ces textes. Les mots surlignés repèrent les passages de présentation des articles rattachés. Les mots en gras sont des liens vers d'autres articles. Le niveau d'explication - "Curieux", "Initié" ou "Expert" - vous informe sur la facilité de lecture de chaque texte. Naviguez entre ces niveaux gràce à l'échelle en haut de page.

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