Синглетный кислород

Синглетный кислород (¹О₂) образуется в результате изменения спина одного из электронов, находящихся на π ^*-орбиталях в молекуле кислорода. При этом образуется два возбужденных синглетных состояния ¹ g, энергия которого на 96, 3 кДж/моль больше энергии основного триплетного состояния и ¹ g состоянии, энергия которого на 159, 6 кДж/моль выше энергии ³ g состояния.

| |

2рπ ^* ­ ­ | ­¯ ¾ | ­ ¯

³ g- | | ¹ g⁺

Триплетное состояние ³О₂ Синглетные состояния ¹О₂

Схема электронного строения 2р-подуровня молекулы кислорода и синглетного кислорода

В 1933 году Каутский открыл явление перехода молекулы кислорода в более активную форму при тушении им флуоресценции красителей. Он предположил, что О₂ воспринимая энергию красителя, переходит из своего основного триплетного состояния в синглетное ¹ g или ¹ g⁺, для чего необходима энергия. В состоянии ¹ g⁺ неспаренные электроны находятся на разных орбиталях и пространственно разделены, время жизни (t_ж) данного состояния составляет 10-¹⁰-10^-12с, а радиус диффузии близок к нулю. Поэтому для биоситем важен только ¹ g, время жизни которого – 10^-6с, а радиус диффузии 0, 3 мкм.