Химия озонового слоя. Часть 4. Оксиды азота.

Оксиды азота играют важную роль в реакциях гибели озона в средней стратосфере. Не смотря на то, что азота в атмосфере больше, чем любого другого газа, образование его оксидов непосредственно из молекулярного азота не велико, так как молекула N₂ очень стабильна, фактически инертна. И для её распада нужно очень много энергии, например разряд молнии или очень жёсткое излучение, солнечные протоны или галактические лучи. Но в стратосфере ничего этого нет. Поэтому основным источником оксидов озота, их обычно сокращают как NO_x, является закись азота N₂O, которая образуется на поверхности Земли и в океанах главным образом в результате деятельности бактерии. Человек тоже вносит свой вклад, примерно треть от всей выделяющейся закиси азота его заслуга. Главной реакцией, по которой N₂O превращается в NO_x является следующая:
N₂O + O(¹D) → NO + NO
Она может протекать только днём, так как образование синглетного атома кислорода возможно только при наличии Солнца. Это показано на графике ниже:

Затем NO вступает в реакцию с озоном, попутно разрушая его, что приводит к образованию другого оксида азота, NO₂:
NO + О₃ → NO₂ + О₂
Эта реакция может протекать и ночью, поэтому на графике видно, как концентрация двуокиси азота растёт в тёмное время суток, так как днём она превращается обратно по реакциям:
NO₂ + О → NO + О₂
NO₂ + hν → NO + О
Есть и третий оксид азота, уже с тремя атомами кислорода в молекуле, который опять таки реагирует с озоном:
NO₂ + О₃ → NO₃ + О₂
Он превращается обратно в NO и NO₂ через фотолиз:
NO₃ + hν → NO₂ + О
NO₃ + hν → NO + О₂
Поэтому опять таки его ночью больше, чем днём.
Таким образом, окислы азота реагируя с озоном увеличивают число атомов кислорода в своих молекулах, а затем теряют их в реакциях с атомарным кислородом или при фотолизе. Суммарно это приводит к гибели озона. Процесс этот цепной и циклический, окислы азота в нём могут рассматриваться как катализаторы.