отношения Лейтона

В атмосферной химии соотношение Лейтона представляет собой уравнение, определяющее концентрацию тропосферного озона в районах, загрязненных присутствием оксидов азота . Озон в тропосфере в основном образуется в результате фотолиза диоксида азота фотонами с длиной волны (λ) менее 420  нанометров , ^[1], которые способны достигать самых нижних слоев атмосферы , посредством следующего механизма: ^{[2] : стр. 22}

Символ M представляет собой «третье тело», неопределенный молекулярный вид, который должен взаимодействовать с реагентами, чтобы унести энергию из экзотермической реакции. Обозначение ³ P на атомном виде O является термином символа для его электронного состояния, указывающим, что он находится в спиновом триплетном состоянии , которое является основным электронным состоянием атома O. Эта серия реакций создает нулевой цикл , в котором нет чистого производства или потери любого вовлеченного вида. Поскольку O( ³ P) очень реактивен, а O ₂ в изобилии, можно предположить, что O( ³ P) находится в устойчивом состоянии , и, таким образом, можно вывести уравнение, связывающее концентрации вовлеченных видов, что дает соотношение Лейтона: ^{[2] [3]}

${\displaystyle [{\ce {O3}}]={\frac {J_{1}[{\ce {NO2}}]}{k_{3}[{\ce {NO}}]}}}$

Это уравнение показывает, как производство озона напрямую связано с интенсивностью солнечного излучения, а следовательно, и с углом зенита , из-за зависимости от фотолиза NO ₂ . Выход озона, таким образом, будет наибольшим в течение дня, особенно в полдень и в летний сезон. Это соотношение также демонстрирует, насколько высокие концентрации как озона, так и оксида азота невозможны. ^[4] Однако NO может реагировать с пероксильными радикалами , производя NO ₂ без потери озона:

РО ₂ + НЕТ → НЕТ ₂ + РО

таким образом, обеспечивается еще один путь, позволяющий накапливать озон путем разрыва указанного выше нулевого цикла.

Это соотношение названо в честь Филиппа Лейтона, автора книги 1961 года «Фотохимия загрязнения воздуха» , в знак признания его вклада в понимание тропосферной химии. ^{[2] : стр. 22} Компьютерные модели атмосферной химии используют соотношение Лейтона для минимизации сложности путем выведения концентрации одного из озона, диоксида азота и оксида азота, когда концентрации двух других известны. ^[1]