氧气起源:二氧化碳分子的电子贴附解离

【作者】 王旭东； 高小飞； 李浩； 田善喜；

【机构】 中国科学技术大学化学物理系合肥微尺度物质科学国家实验室；

【摘要】 地球上氧气（即稳定的氧分子O₂）的存在有许多未解之谜。不同于现在所熟知的光合作用产生氧,生命物质存在之前的地球原始大气中就存在氧气,它们是如何产生的呢?业已广泛认可的途径是三体复合反应[1,2]:即两个来自二氧化碳（CO₂）光解的O原子和一个媒介体原子分子M,三者共同作用而生成氧气分子O₂;最近的一个研究认为CO₂在能量范围为11.686¹2.145eV的真空紫外光作用下可以直接解离产生O₂和原子碳C[3]。与之对比的是,在地球的上层大气或星际空间中存在大量低能量（几个至几十电子伏特）自由电子,它们产生于星际分子或尘埃曝照于极限真空紫外光或者与高能粒子的电离辐射。这些自由的低能量电子极易被星际分子捕获,即发生电子贴附过程。我们新近发现:CO₂分子捕获低能自由电子后发生解离（即低能电子贴附解离,Dissociative Electron Attachment）,可以产生稳定的O₂分子。这是一个以前未被发现的"氧气起源"新途径[4]。更多还原