三元碰撞中的臭氧形成：理论与实验的调和

臭氧吸收紫外辐射，保护地球生命并在地球温度平衡中起着基础作用。臭氧的形成通过三元复合反应进行：O$_2$+O+M $\rightarrow$ O$_3$+M，其中 M 可以是 N$_2$、O$_2$ 或 Ar。在此，我们发展了能够模拟三元碰撞中臭氧分子形成的理论方法，并将其应用于 M=Ar 的反应，因为已有大量实验数据。三元碰撞 O+O$_2$+Ar 中 O$_3$ 直接形成的速率系数首次作为碰撞能量的函数被计算，并导出 5-900~K 温度下的热平均系数，与 100-900~K 温度下可用的实验数据吻合良好。本研究表明，在低于 200~K 的温度下，三元碰撞 O+O$_2$+Ar 中的臭氧形成经由临时复合物 ArO$_2$ 的形成进行，而在高于 1000~K 的温度下，反应主要通过 O$_3^*$ 的长寿命振动共振的形成进行。在 200~K-1000~K 的中间温度，该过程不能视为两步机制。此外，发现最初形成的大部分 O$_3$ 分子是弱束缚的。