レイトンの関係

大気化学において、レイトンの関係は、窒素酸化物の存在によって汚染された地域の対流圏オゾンの濃度を決定する方程式です。対流圏のオゾンは主に、波長(λ)が420ナノメートル未満の光子による二酸化窒素の光分解によって生成され、^{[1]次のメカニズムによって}大気の最下層に到達できます。^[2]^{: pg. 22}

記号 M は「第 3 の物体」、つまり発熱反応からエネルギーを奪うために反応物と相互作用しなければならない不特定の分子種を表します。原子 O 種の^{3 P という表記は、その電子状態を表す}用語記号であり、原子 O の基底電子状態であるスピン三重項状態にあることを示します。この一連の反応により、関連する種の純生成または損失がないヌルサイクルが作成されます。O ( ³ P)は非常に反応性が高く、O ₂が豊富にあるため、O( ^{3 P) は}定常状態にあると想定でき、したがって、関連する種の濃度を関連付ける式を導き出すことができ、レイトン関係式が得られます。^[2]^[3]

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

_{この式は、オゾンの生成が太陽光の強度、ひいてはNO 2}の光分解に依存する天頂角に直接関係していることを示しています。したがって、オゾンの生成は日中、特に正午と夏季に最大になります。この関係は、オゾンと一酸化窒素の両方を高濃度にすることがいかに不可能であるかも示しています。^{[4]しかし、NOは}ペルオキシラジカルと反応してオゾンを失うことなくNO _2を生成することができます。

RO ₂ + NO → NO ₂ + RO

したがって、上記のヌルサイクルを破壊してオゾンの蓄積を可能にする別の経路が提供されます。

この関係式は、1961年に出版された「大気汚染の光化学」の著者フィリップ・レイトンの、対流圏化学の理解への貢献を称えて名付けられました。^[2]^{: 22ページ}大気化学のコンピュータモデルは、レイトンの関係式を利用して、オゾン、二酸化窒素、一酸化窒素のうち、他の2つの濃度がわかっている場合に、そのうちの1つの濃度を推測することで複雑さを最小限に抑えています。^[1]

参考文献

^ ab Barbara J. Finlayson-Pitts ; James N. Pitts (2000)。上層大気と下層大気の化学:理論、実験、応用。Academic Press。p. 266。ISBN 9780122570605。
^ abc ジョン・ロジャー・バーカー (1995)。大気化学の進歩と問題。ワールドサイエンティフィック。ISBN 9789810221133。
^ レイトン、フィリップ（1961）。大気汚染の光化学。オックスフォード：エルゼビアサイエンス。ISBN 978-0-323-15645-5. OCLC 843198406.
^ ジェームズ・ファフリン、エドワード・ジーグラー (2006)。環境科学と工学百科事典。第 1 巻。CRC プレス。p. 122。ISBN 9780849398438。

[Finlayson-Pitts_2000-1] Barbara J. Finlayson-Pitts ; James N. Pitts (2000)。上層大気と下層大気の化学:理論、実験、応用。Academic Press。p. 266。ISBN 9780122570605。

[Barker_1995-2] ジョン・ロジャー・バーカー (1995)。大気化学の進歩と問題。ワールドサイエンティフィック。ISBN 9789810221133。

[Leighton_1961-3] レイトン、フィリップ（1961）。大気汚染の光化学。オックスフォード：エルゼビアサイエンス。ISBN 978-0-323-15645-5. OCLC 843198406.

[4] ジェームズ・ファフリン、エドワード・ジーグラー (2006)。環境科学と工学百科事典。第 1 巻。CRC プレス。p. 122。ISBN 9780849398438。