大连化物所分子反应动力学研究工作获得重要进展。由分子反应动力学国家重点实验室及理论中心研究人员孙志刚,刘兰,张东辉以及他们的合作者撰写的论文 “State-to-state quantum dynamics of O+O2 isotope exchange reactions reveals nonstatistical behavior at atmospheric conditions”(态-态动力学揭示O+O2同位素交换反应在大气条件下的非统计行为)发表在近期出版的PNAS(美国国家科学院院刊)上(PNAS 107,555 (2010))。
众所周知,臭氧在大气中的光解吸收了太阳光中的大部分紫外光,从而保护了地球上的生物免受紫外线的伤害。与此同时,大气通过以下反应不断产生新的O3保持O3浓度的基本不变:
O+O2 O3* O+O2;
O3*+M O3+M。
可以看出,O与O2的碰撞可能产生高激发的O3*中间体,它既可以分解成为产物O+O2,也可以通过碰撞把能量传给另一分子M而生成稳定的O3分子。因而,O+O2交换反应是臭氧产生的必经步骤,在大气化学中有着极其重要的意义。尽管该交换反应只包含三个氧原子,但是由于氧原子的质量远比量子动力学中涉及最多的氢原子大,并且该反应经过O3的深势阱,态-态量子动力学研究一直无法实现。
O+O2反应散射微分截面图