Ró\
ne oblicza tlenu
Ró\
ne oblicza tlenu
Marek Sikorski
Marek Sikorski
Zakład Fotochemii
Zakład Fotochemii
Wydział Chemii, UAM
Wydział Chemii, UAM
Alotropia, występowanie tego
Alotropia, występowanie tego
samego pierwiastka chemicznego w 2 lub
samego pierwiastka chemicznego w 2 lub
kilku formach krystalicznych (np. węgiel
kilku formach krystalicznych (np. węgiel
w postaci grafitu, diamentu i fullerenów)
w postaci grafitu, diamentu i fullerenów)
lub czÄ…steczkowych (tlen O2 ozon O3
lub czÄ…steczkowych (tlen O2 ozon O3
tetratlen O4), zw. odmianami
tetratlen O4), zw. odmianami
alotropowymi.
alotropowymi.
Atom według Rutherforda
Atom według Rutherforda
JÄ…dro atomowe
JÄ…dro atomowe
A
adunek dodatni
A
adunek dodatni
°
Atom 10-10 m = 1 A
JÄ…dro atomowe 10-15 m
Objętość chmury elektronowej
Objętość chmury elektronowej
A
adunek ujemny
A
adunek ujemny
Struktura atomu
Struktura atomu
elektron proton neutron
CzÄ…steczki o Å‚adunku
CzÄ…steczki o Å‚adunku
ujemnym: elektron
ujemnym: elektron
(-
(-e, e = 1.60 × 10-19C)
e, e = 1.60 ×10-19C)
CzÄ…steczki o Å‚adunku
CzÄ…steczki o Å‚adunku
dodatnim: proton (e)
dodatnim: proton (e)
Izotopy: atomy o identycznej liczbie protonów,
ale ró\
nej liczbie neutronów
Z: liczba atomowa, równa liczbie protonów
A: liczba masowa, równa liczbie protonów
i liczbie neutronów
16 17 18
A
X O O O
8 8 8
Z
99.762% 0.038% 0.200%
Układ okresowy
Układ okresowy
pierwiastków
pierwiastków
Układ Okresowy
Układ Okresowy
Pierwiastków
Pierwiastków
Tlen jest najbardziej
Tlen jest najbardziej
wszędobylskim pierwiastkiem
wszędobylskim pierwiastkiem
na Ziemi
na Ziemi
Skład skorupy ziemskiej
Skład skorupy ziemskiej
% wagowy % masy % objętości
% wagowy % masy % objętości
atomowej
atomowej
Tlen 46.60 62.55 93.8
Tlen 46.60 62.55 93.8
Krzem 27.72 21.22 0.9
Krzem 27.72 21.22 0.9
Aluminium 8.13 6.47 0.5
Aluminium 8.13 6.47 0.5
śelazo 5.80 1.92 0.4
śelazo 5.80 1.92 0.4
Wapń 3.03 1.94 1.0
Wapń 3.03 1.94 1.0
Sód 2.83 2.64 1.3
Sód 2.83 2.64 1.3
Potas 2.59 1.42 1.8
Potas 2.59 1.42 1.8
Magnez 2.09 1.84 0.3
Magnez 2.09 1.84 0.3
O - występowanie
O - występowanie
pierwiastków
pierwiastków
Pierwiastek % Wagowy
Pierwiastek % Wagowy
śelazo 34.8
śelazo 34.8
Tlen 29.3
Tlen 29.3
Krzem 14.7
Krzem 14.7
Magnez 11.3
Magnez 11.3
Siarka 3.3
Siarka 3.3
Nikiel 2.4
Nikiel 2.4
Wapń 1.4
Wapń 1.4
Aluminium 1.2
Aluminium 1.2
Pozostałe 1.6
Pozostałe 1.6
Carl Wilhelm Scheele Joseph Priestley Antoine-Laurent
(1742-1786) (1733-1804) Lavoisier
(1743-1794)
Carl Wilhelm Scheele
Carl Wilhelm Scheele
2HgO(s) + ciepło = 2Hg(c) + O2(g)
Carl Wilhelm Scheele
(1742-1786)
C.W. Scheele
C.W. Scheele
1742 - 1942
Arsenian miedzi  Cu3(AsO3)2
 zieleń Scheelego 
,,zieleń szwedzka 
Carl Wilhelm Scheele
(1742-1786)
Napoleon Bonaparte
Napoleon Bonaparte
Arsenian miedzi  Cu3(AsO3)2
 zieleń Scheelego 
,,zieleń szwedzka 
Joseph Priestley
Joseph Priestley
Odkrycie tlenu - 1774
2HgO(s) + ciepło = 2Hg(c) + O2(g)
Z ogromnym zdziwieniem stwierdził, \
e w tym
Z ogromnym zdziwieniem stwierdził, \
e w tym
"powietrzu" świeca płonęła niezwykle jaskrawo,
"powietrzu" świeca płonęła niezwykle jaskrawo,
a mysz \
yła dłu\
ej ni\
w takiej samej objętości
a mysz \
yła dłu\
ej ni\
w takiej samej objętości
zwykłego powietrza. Zachęcony, spróbował sam
zwykłego powietrza. Zachęcony, spróbował sam
oddychać nowym rodzajem "powietrza".
oddychać nowym rodzajem "powietrza".
"Nie odczuwałem w płucach niczego
"Nie w płucach niczego
znaczÄ…co odmiennego od oddychania
znaczÄ…co odmiennego od oddychania
zwykłym powietrzem, ale jeszcze przez
zwykłym powietrzem, ale jeszcze przez
pewien czas potem zdawało mi się, \
e
Joseph Priestley pewien czas potem zdawało mi się, \
e
jestem szczególnie swobodny i odświe\
ony.
jestem szczególnie swobodny i odświe\
ony.
(1733-1804)
Kto wie, mo\
e za jakiÅ› czas to czyste
Kto wie, mo\
e za jakiÅ› czas to czyste
powietrze stanie siÄ™ modnym przedmiotem
powietrze stanie siÄ™ modnym przedmiotem
zbytku. Przywilej oddychania nim miały
zbytku. Przywilej oddychania nim miały
dotychczas tylko dwie myszy i ja".
dotychczas tylko dwie myszy i ja".
Priestley o swym odkryciu
Priestley o swym odkryciu
Był jednym z największych
Był jednym z największych
chemików, odkrył tlen i kilka innych
chemików, odkrył tlen i kilka innych
gazów, ale za swój najszczęśliwszy
gazów, ale za swój najszczęśliwszy
pomysł, choć miał on zapewne
pomysł, choć miał on zapewne
najmniejszą wartość naukową, uwa\
ał
najmniejszą wartość naukową, uwa\
ał
potem wynalezienie wody sodowej.
potem wynalezienie wody sodowej.
Joseph Priestley wiedział, równie\
\
e powietrze jest
Joseph Priestley wiedział, równie\
\
e powietrze jest
mieszaniną gazów i \
e jego część, która ulega "zepsuciu" w
mieszaniną gazów i \
e jego część, która ulega "zepsuciu" w
czasie oddychania, "naprawić" potrafią rośliny.
czasie oddychania, "naprawić" potrafią rośliny.
Antoine-Laurent Lavoisier
Antoine-Laurent Lavoisier
-podstawy racjonalnej terminologii
związków chemicznych
-prawo zachowania masy
-teoriÄ™ spalania
Traité élémentaire de chimie (1789)
Antoine-Laurent Lavoisier (1743-
Zgilotynowany w wyniku wyroku
1794) i jego \
ona (Marie-Anne-
Pierrette Paulze, 1758-1836)
Trybunału Rewolucyjnego
Republiki Francuskiej w 1794 r.
A.L. Lavoisier
A.L. Lavoisier
Absorpcja i emisja światła
Absorpcja i emisja światła
(O2)*
(O2)*
(O2)*
(O2)*
O2
O2
O2
O2
Widmo absorpcji ludzkiej dłoni
Widmo absorpcji ludzkiej dłoni
Ò! 680-760 nm
Ò!
Ò!
Ò!
Ò! 680-760 nm
Ò!
Ò!
Ò!
®
Photofrin
Mechanizm PDT  PhotoDynamic Therapy
Sens (So) Sens (S1) Sens (T1)
Sens (T1) + 3O2 Sens (So) + 1O2
Biomolekuły + 1O2 Produkty
Podstawy PDT
Podstawy PDT
Podanie fotosensybilizatora.
Fotosensybilizator gromadzi siÄ™ selektywnie na
chorej tkance.
Podstawy PDT
Podstawy PDT
Proces aktywacji światłem o odpowiedniej
długości.
Tkanka chorobowa jest selektywnie niszczona
Praktyczne zastosowanie PDT
Praktyczne zastosowanie PDT
Przed Tydzień po 9 miesięcy po
pierwszym trzecim zabiegu
zabiegu
K. Svanberg et al., Lund University
Ooo - Ozon
Ooo - Ozon
M. Van Marum C. F. Schonbein
(1750-1837) (1799-1868)
1785  dziwny zapach
1840  ozon
powietrza wokół
(grec. Odzon  pachnÄ…cy)
maszyn elektrostatycznych
Ozon w atmosferze
Ozon w atmosferze
Pochłanianie promieniowania
Pochłanianie promieniowania
ultrafioletowego przez ozon
ultrafioletowego przez ozon
Odkrycie dziury ozonowej
Odkrycie dziury ozonowej
Odkrycie dziury ozonowej
1978 - 93 TOMS na pokładzie satelity Nimbus 7:
1978 - 93 TOMS na pokładzie satelity Nimbus 7:
Total Ozone Mapping Spectrometer,
Total Ozone Mapping Spectrometer,
Pierwsze globalne dane o zmianach warstwy ozonowej
Pierwsze globalne dane o zmianach warstwy ozonowej
mierzone codziennie za pomocÄ… satelity ale a\
do 1985
mierzone codziennie za pomocÄ… satelity ale a\
do 1985
nie zwrócono uwagi na oznaki powstawania dziury
nie zwrócono uwagi na oznaki powstawania dziury
ozonowej
ozonowej
Automatyczny system  korekcji danych dla wyników
Automatyczny system  korekcji danych dla wyników
poni\
ej określonego limitu
poni\
ej określonego limitu
Nikt nie był sobie nawet w stanie wyobrazić tak niskich
Nikt nie był sobie nawet w stanie wyobrazić tak niskich
wartości!
wartości!
1981: Angielski uczony Joseph Farman
1981: Angielski uczony Joseph Farman
Pomiary ozonu nad angielskÄ… stacjÄ… antarktycznÄ… Halley Bay:
Pomiary ozonu nad angielskÄ… stacjÄ… antarktycznÄ… Halley Bay:
Bardzo du\
y ubytek ozonu
Bardzo du\
y ubytek ozonu
Nie był w stanie opublikować swoich prac poniewa\
jego
Nie był w stanie opublikować swoich prac poniewa\
jego
wyniki nie zgadzały się z wynikami TOMS
wyniki nie zgadzały się z wynikami TOMS
Odkrycie dziury ozonowej
Odkrycie dziury ozonowej
Odkrycie dziury ozonowej
1984 pomiary nad południową częścią Argentyny:
1984 pomiary nad południową częścią Argentyny:
Niezwykle niski poziom zawartości ozonu
Niezwykle niski poziom zawartości ozonu
Ale tego samego roku:
Ale tego samego roku:
raport Amerykańskiej Akademii Nauki
raport Amerykańskiej Akademii Nauki
Nowy optymistyczny trend w zaniku warstwy ozonowej
Nowy optymistyczny trend w zaniku warstwy ozonowej
tylko 2 - 4 % w skali wieku
tylko 2 - 4 % w skali wieku
Raport oparty na złych danych!!!!
Raport oparty na złych danych!!!!
Poniewa\
okazało się, \
e są istotne ró\
nice pomiędzy danymi
Poniewa\
okazało się, \
e są istotne ró\
nice pomiędzy danymi
" Naukowcy interpretujÄ…cy dane z TOMS sprawdzili oryginalne
" Naukowcy interpretujÄ…cy dane z TOMS sprawdzili oryginalne
dane
dane
" Oryginalne dane wskazały na tworzenie się dziury ozonowej nad
" Oryginalne dane wskazały na tworzenie się dziury ozonowej nad
AntarktykÄ…
AntarktykÄ…
Dziura ozonowa jako problem globalny - 1985:
Dziura ozonowa jako problem globalny - 1985:
" 1985: Farman, Gardiner, Shanklin, Nature
" 1985: Farman, Gardiner, Shanklin, Nature
Pierwsza publikacja o dziurze ozonowej
Pierwsza publikacja o dziurze ozonowej
Nagroda Nobla w dziedzinie
Nagroda Nobla w dziedzinie
chemii 1995
chemii 1995
 & za ich wkład w poznanie chemii
atmosfery, a w szczególności prace
dotyczące tworzenia i rozkładu ozonu.
Paul J Mario J
F. Sherwood
Cruzen Molina
Rowland
Ozon
Ozon
Ozon; powstawanie ( H" 185-240 nm)
Ozon; powstawanie ( H" 185-240 nm)
 O2 + hÅ 2 O
Å
Å
Å
 O2 + hÅ 2 O
Å
Å
Å
 O + O2 O3



 O + O2 O3



Ozon; rozkład ( H" 280-320 nm)
Ozon; rozkład ( H" 280-320 nm)
 O3 + hÅ O + O2
Å
Å
Å
 O3 + hÅ O + O2
Å
Å
Å
 O + O3 2 O2



 O + O3 2 O2



 Ozon a człowiek CCl2F2 + hŠCl + CClF2
Å
Å
Å
 Ozon a człowiek CCl2F2 + hŠCl + CClF2
Å
Å
Å
 Cl + O3 ClçÅ‚O + O2



 Cl + O3 ClçÅ‚O + O2



 ClçÅ‚O + O Cl + O2



 ClçÅ‚O + O Cl + O2



 -----------------------------
 -----------------------------
 W sumie: O + O3 2 O2



 W sumie: O + O3 2 O2



Występowanie Ozonu
Występowanie Ozonu
Warstwa ozonowa
Warstwa ozonowa
Ozon
Ozon
(p, mPa)
(p, mPa)
Wysoko
ść
(kilometry)
Wysoko
ść
(kilometry)
Warstwa Ozonu - 1996
Warstwa Ozonu - 1996
Warstwa Ozonu
Warstwa Ozonu
Oooo - tetratlen
Oooo - tetratlen
Experimental Detection of Tetraoxygen
Experimental Detection of Tetraoxygen
Fulvio Cacace, Giulia de Petris, and
Fulvio Cacace, Giulia de Petris, and
Anna Troiani
Anna Troiani
Angewandte Chemie v. 40, 2001, pp.
Angewandte Chemie v. 40, 2001, pp.
4062-4065
4062-4065
Dwójka w oddechu,
Dwójka w oddechu,
trójka po burzy,
trójka po burzy,
a do tanga trzeba czworga
a do tanga trzeba czworga