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漫游反应的研究为大气分百合野梨花子提供了新的线索

化学 2022-02-15 00:02:48

新南威尔士大学 信用:CC0公共领域 对漫游反应的详细研究——化合物的原子分裂并围绕其他原子形成意想不到的新化合物——可以使科学家对大气中的分子做出更准确的预测,包括气候变化、城市污染和臭氧消耗的模型

在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中,来自UNSW悉尼、悉尼大学、埃默里大学和康奈尔大学的一组研究人员以前所未有的细节展示了化合物漫游反应过程中到底发生了什么

大气科学家、UNSW化学学院院长斯科特·卡布尔教授将这项研究比作揭开漫游反应的面纱,第一次看到各个部分是如何结合在一起的

他说,这项研究将为科学家提供新的工具来理解大气中的反应机制

“由于植物和动物的自然排放以及人类活动,化学反应——原子被重新排列以产生新物质——一直在我们的大气中发生,”卡布尔教授说

“大气中许多导致光化学烟雾和二氧化碳产生的关键反应都是由阳光引发的,阳光会使分子分裂

“很长一段时间以来,科学家们认为这些反应以一种简单的方式发生,阳光被吸收,然后分子爆炸,将原子送往不同的方向

“但是,在过去的几年里,人们发现,当来自太阳的能量仅仅足以打破一个化学键时,这些碎片在交换原子和创造新的、意想不到的化学产物——被称为漫游反应——之前,进行了一场亲密的舞蹈

“我们的研究表明,这些‘漫游’反应表现出不同寻常和意想不到的特征

" 卡巴勒教授说,在论文中详述的一项实验中,研究人员观察了甲醛(CH2O)中的漫游反应,并惊讶地看到两种截然不同的信号,“我们可以将其解释为两种不同的漫游机制”

在美国埃默里大学监督漫游反应模拟的乔尔·鲍曼教授观察到,“这些反应的详细模型不仅与实验结果一致,还提供了对反应过程中原子运动的洞察”

康奈尔大学(美国)也进行了实验模拟

悉尼大学的梅雷迪思·乔丹教授说,实验和理论结果表明漫游反应跨越了物理学和化学的经典和量子世界

“用实验和模拟中令人难以置信的细节分析结果,让我们理解了漫游反应的量子力学本质

我们期望这些特征出现在所有的漫游反应中,”她说

这项研究的结果将为理论家提供完善他们的理论所需的数据,这反过来将使科学家能够准确预测大气中阳光引发的反应的结果

卡巴勒教授表示,这项研究也可能有益于燃烧和天体物理学领域的科学家,他们使用复杂的模型来描述分子如何以气体形式相互作用

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