单线态氧，即激发态氧分子。基态氧原子（三线态氧分子）被激发后，原本两个2pπ*轨道中两个自旋平行的电子，既可以同时占据一个2pπ*轨道，自旋相反，也可以分别占据两个2pπ*轨道，自旋相反。两种激发态，S=0，2S+1=1,即他们的自旋多重性均为1，是单重态（分别用1Δg和1Σg+表示）。因此，激发态氧分子又称为单线态氧1O2。
基本介绍
- 中文名：单线态氧
- 外文名：singlet oxygen
- 即为：激发态的氧
定义
激发态氧分子。基态氧原子（三线态氧分子）被激发后，原本两个2pπ*轨道中两个自旋平行的电子，既可以同时占据一个2pπ*轨道，自旋相反，也可以分别占据两个2pπ*轨道，自旋相反。两种激发态，S=0，2S+1=1,即他们的自旋多重性均为1，是单重态（分别用1Δg和1Σg+表示）。因此，激发态氧分子又称为单线态氧1O2。
电子态 | π*2p 轨道电子排布 | 符号 | 高出基态的能量/kJ·mol-1 |
第二激发态（单线态） | ↑ ↓ | 1Σg+(1O2) | 154.8 |
第一激发态（单线态） | ↑ ↓ | 1Δg(1O2) | 92.0 |
基态（三线态） | ↑ ↑ | 3Σg- (3O2) | 0 |
寿命
1ΔgO2：10^-6s~10^-5s
1Σg+O2：10^-9s
1ΔgO2>>1Σg+O2,因此通常说的单线态氧就是1Δg。
单线态氧的寿命与其所处环境密切相关，在气体环境室温下，可达到1小时以上（有报导为72 分钟），而在溶液不同溶液中寿命不同。
单线态氧在不同溶剂中的寿命：
溶剂 | τ(1Ο2)/μs |
水 | 2 |
乙醇 | 10 |
环己烷 | 16 |
正丁醇 | 19 |
重水 | 20 (32) |
苯 | 24 |
丙酮 | 25 |
重氢丙酮 | 25 |
乙腈 | 30 |
吡啶 | 33 |
叔丁醇 | 34 |
氯仿 | 60 |
二硫化碳 | 200 |
六氟苯 | 600 |
四氯化碳 | 700 |
氟利昂Ⅱ(CF3Cl) | 1000 |
製备
基态氧分子吸收光直接产生1O2是不可能的，跃迁高度禁阻。可以通过光敏化法、微波放电法和化学方法得到。
1.光敏化法就是在光敏化剂作用下对基态氧进行辐照。常用的光敏化剂是一种萤光性染料（如萤光黄、亚甲基蓝、叶绿素等），可表示为：
敏化剂----hv--->敏化剂T1
敏化剂T1+O2(基)----能量传递--->敏化剂+1O2
2.化学反应製备：H2O2+ClO- ----EtOH--->1O2+H2O+Cl-
相关反应
1.主要是1,2-、1,3-及1,4-烯烃的加成：
R2C=CR`2+1O2----->---hv或△--->R2CO+R`2CO
2.1O2在体内会不断生成与猝灭，并且在多种生理及病理过程中起作用（包括好的和坏的）。例如，在染料光敏化氧化条件下，各种生物成分（蛋白质、胺基酸、核酸等）很容易与氧反应而使有机体损坏，如在动物和人体中会引起蛋白质光氧化疾病等。
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