مطالعه نظری سینتیک و ترمودینامیک تشکیل اکسی اسید های مختلف نیتروژن در اتمسفر

گاز نیتروژن حدود 78% جو را تشکیل می دهد. به علت واکنش پذیری خیلی کم مولکول نیتروژن، آن را اتمسفر خنثی نیز می گویند. از آن برای منجمد کردن و خنک نگه داشتن سلول های زیستی و تناسلی استفاده می شود. یک منبع تولید اکسید های نیتروژن در جو، واکنش مولکول نیتروژن با مولکول اوزون به هنگام رعد و برق و در حضور پرتو فرابنفش است که این اکسیدها طی فرایندهای گوناگون به نیتریت و نیترات تبدیل می شود و به این طریق عمل تثبیت نیتروژن انجام می شود. در این تحقیق واکنش مولکول نیتروژن با مولکول اوزون در شرایط خشک و در دمای اتاق مطالعه شده است. همه گونه ها توسط نرم افزار گوسین 2003 و با روش های b3lyp و mp2 با استفاده از مجموعه پایه های 6-311g(d)، 6-311g(3df) و 6-311g(df) برای اتم های اکسیژن و نیتروژن، بهینه شده اند. برهم کنش اتم ها در حالت های گذار و کمپلکس ها از طریق نرم افزار aim بر اساس نظریه اتم در مولکول تایید شده است. محاسبات irc (منحنی کمینه انرژی) برای تایید صحت حالت های گذار و ارتباط آن ها با مواد اولیه و محصولات انجام شده است. برای واکنش مولکول نیتروژن با اوزون مسیرهای مختلفی به دست آمده، و برای هر یک از این مسیرها، نمودار سطح انرژی پتانسیل رسم شده و ثابت سرعت هر واکنش با استفاده از نظریه حالت گذار ( tst ) و توسط نرم افزار rrkm محاسبه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که واکنش مولکول نیتروژن با مولکول اوزون در دمای اتاق بسیار کند بوده و قابل صرف نظر کردن است. اما در دما های بالا سرعت واکنش های یاد شده افزایش می یابد.