Reazioni
[Tutte le reazioni descritte nella sezione "Reazioni" e le sezioni ivi contenute sono state tratte dal libro: Chimica dell'atmosfera e dell'inquinamento atmosferico [1]

Le reazioni che avvengono in atmosfera e che coinvolgono gli idrocarburi policiclici aromatici sono soprattutto di tipo radicalico. Le specie formatesi nei vari passi di reazione sono radicali, a causa della radiazione luminosa presente in troposfera. In questo strato arrivano principalmente radiazioni UV-Vis e la maggior parte della radiazione UV viene filtrata dalla stratosfera, ovvero dall'ozono. In generale la radiazione UV [3] incidente sulla Terra si suddivide in questo modo:

La figura mostra lo spettro della radiazione con particolare riferimento alle radiazioni UV.

L'ozono assorbe nel campo della radiazione UVC e in troposfera giungono, quindi, raggi UVA e UVB. Queste radiazioni scatenano una serie di reazioni, coinvolgendo l'ossigeno e molte altre specie. La chimica dell'ossigeno molecolare è abbastanza complessa, poichè l'O2 si presenta in vari stati.

  1. Ossigeno atomico nello stato di tripletto, O(3P) (2px22py2pz, stato elettronico fondamentale)
  2. Ossigeno atomico nello stato di singoletto, O(1D) (2px22py2, stato elettronico eccitato)
  3. Ossigeno molecolare (O2)

Le reazioni che coinvolgono gli idrocarburi policlici aromatici possono generarsi da processi di fotolisi in atmosfera o da combustione. La specie radicale principale nella chimica troposferica diurna è il radicale OH: la sua concentrazione raggiunge 106 molecole/cm3, e si genera dalla reazione tra acqua e ossigeno atomico (vedi i radicali idrossido e idroperossido)
La reazione più semplice di un composto organico in troposfera è la seguente:
CH4 + OH --> H2O + CH3 (1)
CH3 + O2 --> CH3OO (2)
CH3OO + NO --> CH3O + NO2 (3)
In una zona inquinata avviene facilmente la reazione (3) che genera come prodotto il diossido di azoto.
E' importante ricordare che il metano subisce una degradazione molto lenta e, quindi, non viene considerato importante nella chimica troposferica. Vengono presi in considerazione, infatti, tutti gli idrocarburi cosiddetti non metanici (NMHC). In chimica troposferica notturna la specie più importante è il radicale nitrato, che invece di giorno verrebbe fotolizzato. (vedi ossidi di azoto)
Finora abbiamo solo parlato di idrocarburi policiclici aromatici, in realtà in troposfera sono presenti anche i VOC e per entrambi le classi di composti avviene il ciclo di reazioni riportato in figura (che generalizza le reazioni del metano):



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