Oxygène singulet

Définition

L'oxygène singulet (¹O₂) est une forme d'oxygène moléculaire (O₂) hautement réactive et excitée électroniquement. Il se distingue de l'oxygène triplet par l'état fondamental de ses électrons appariés en spin.

Génération d'oxygène singulet :

La génération photodynamique d'¹O₂ est effectuée par la photoirradiation d'une molécule photosensibilisante à l'état fondamental (⁰S) entraîne la production de la forme excitée (¹S). Lors du retour à l'état fondamental, l'énergie est transférée à ³O₂, qui est excité en ¹O₂. Cependant, d'autres espèces réactives de l'oxygène, tels que O₂−• et HO•, peuvent également être produites.

Explications

L'oxygène singulet est l'état excité de plus basse énergie de l'oxygène diatomique, où tous les électrons sont appariés en un arrangement singulet. Réputé pour ses fortes capacités oxydatives, l'oxygène singulet réagit facilement avec les composés organiques, entraînant l'oxydation des lipides, des protéines et des acides nucléiques. La durée de vie du singulet d'oxygène est brève, généralement de l'ordre de la microseconde. Cette durée varie selon le solvant avec lequel il interagit.

L'oxygène singulet émet une lueur rouge caractéristique à 632 nm lors de la désactivation simultanée de deux molécules d'oxygène singulet. Cette lueur sert de marqueur observable.

Création et génération

Ce puissant oxydant est produit par divers procédés, notamment photochimiques, thermiques, chimiques et enzymatiques, souvent par transfert d'énergie d'un photosensibilisateur vers l'oxygène de l'état fondamental.

La photosensibilisation (photoirradiation) est largement utilisée pour la création d'oxygène singulet. Elle implique l'absorption de l'énergie lumineuse par une molécule sensibilisatrice, qui est ensuite transférée à l'oxygène fondamental, ce qui entraîne son excitation à l'état singulet.

L'oxygène singulet peut également être généré chimiquement, par exemple par des interactions entre le peroxyde d'hydrogène et l'hypochlorite.

Les systèmes biologiques sont capables de produire de l'oxygène singulet par des processus enzymatiques.

Utilisations

La polyvalence de l'oxygène singulet le place au coeur d'applications telles que la thérapie photodynamique pour le traitement des tumeurs, la synthèse organique et les interactions environnementales telles que la dégradation des polluants et le vieillissement de la matière organique.

L'oxygène singulet joue un rôle essentiel dans l'induction de dommages oxydatifs et le déclenchement de la mort cellulaire dans les tissus ciblés, comme les cellules cancéreuses, pendant le traitement.

Sa grande réactivité est exploitée en synthèse chimique pour construire de nouvelles structures moléculaires.

⭐ Dans les environnements ensoleillés, l'oxygène singulet contribue à la transformation des polluants, à la désactivation des agents pathogènes et au vieillissement photochimique des aérosols organiques.

En rapport avec "oxygène singulet"

• oxygène

  

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• tétraoxygène

  

  Le tétraoxygène (O₄, oxozone) est un allotrope rare et instable de l'oxygène composé de quatre atomes.

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