Tlen singletowy – forma tlenu cząsteczkowego () na najniższym stanie wzbudzonym.
Tlen cząsteczkowy może występować w dwóch formach: singletowej i trypletowej. Forma singletowa, czyli forma bez niesparowanych elektronów, nie jest w przypadku tlenu formą podstawową, lecz wzbudzoną, o wyższej energii, zaś stanem podstawowym jest forma trypletowa (dwurodnik). Jest to układ odwrotny niż dla większości cząsteczek chemicznych.
Forma singletowa lub oznacza symbolicznie jako
Każda kropka oznacza jeden elektron, kreska – dwa elektrony tworzące wiązanie. Sparowane elektrony niewiążące zostały pominięte.
Tlen singletowy może istnieć w dwóch stanach energetycznych, o odmiennym rozkładzie elektronów na orbitach molekularnych: – dwa sparowane elektrony na jednym orbitalu π*2p – po jednym elektronie na każdym z orbitali π*2p; elektrony mają przeciwne spiny
Tlen singletowy nadmiarową energię wewnętrzną może uwolnić podczas reakcji utleniania lub na emisję promieniowania podczerwonego o długości fali ~1270 nm. Przy dużym stężeniu tlenu singletowego widoczna może być emisja czerwonego światła (λ = 634 nm) zachodząca podczas zderzenia dwóch cząsteczek .
Reakcjom chemicznym z udziałem tlenu singletowego towarzyszy często emisja światła widzialnego (chemiluminescencja), np. niebieskiego podczas utleniania luminolu. thumb|center|700px|Diagramy energetyczne orbitali molekularnych dla trzech konfiguracji elektronowych tlenu cząsteczkowego. Od lewej: trypletowy stan podstawowy ; tlen singletowy w stanie wzbudzonym ; tlen singletowy w stanie wzbudzonym . Stany te różnią się jedynie spinem elektronów i obsadzeniem dwóch zdegenerowanych orbitali antywiążących π*. Różnica energii stanów i wynosi 94,3 kJ/mol, a 158 kJ/mol dla i .
Otrzymywanie thumb|Emisja czerwonego światła przez tlen singletowy powstający w reakcji Forma singletowa tlenu powstaje podczas naświetlania światłem UV tlenu w stanie podstawowym w obecności barwnika uczulającego, a także w wyniku niektórych reakcji chemicznych, np. z NaClO:
Czas życia tej formy tlenu wynosi w stanie gazowym do kilkudziesięciu minut.
Reakcje thumb|Askaridol, produkt addycji tlenu singletowego do α-terpinenu Wysoka reaktywność tlenu singletowego wykorzystywana jest w szeregu reakcji chemicznych w chemii organicznej, zwłaszcza ze związkami nienasyconymi. Pierwszym etapem takich reakcji jest zwykle wytworzenie wodoronadtlenku allilowego lub mostka nadtlenkowego . Związki te często ulegają reakcjom następczym np. jednoczesnego pęknięcia wiązania i z wytworzenia dwóch grup karbonylowych.
Zobacz też term molekularny
Przypisy
Kategoria:Tlen