En química atmosférica , la relación de Leighton es una ecuación que determina la concentración de ozono troposférico en zonas contaminadas por la presencia de óxidos de nitrógeno . El ozono en la troposfera se produce principalmente a través de la fotólisis del dióxido de nitrógeno por fotones con longitudes de onda (λ) menores a 420 nanómetros , [1] que son capaces de alcanzar los niveles más bajos de la atmósfera , a través del siguiente mecanismo: [2] : pág. 22
El símbolo M representa un "tercer cuerpo", una especie molecular no especificada que debe interactuar con los reactivos para llevarse energía de la reacción exotérmica. La designación 3 P en la especie atómica O es el símbolo del término para su estado electrónico, lo que indica que está en un estado de triplete de espín , que es el estado electrónico fundamental del O atómico. Esta serie de reacciones crea un ciclo nulo , en el que no hay producción neta ni pérdida de ninguna de las especies involucradas. Dado que O( 3P ) es muy reactivo y O2 es abundante, se puede suponer que O( 3P ) está en estado estacionario y, por lo tanto, se puede derivar una ecuación que vincule las concentraciones de las especies involucradas, dando la relación de Leighton: [2] [3]
Esta ecuación muestra cómo la producción de ozono está directamente relacionada con la intensidad solar y, por lo tanto, con el ángulo cenital , debido a la dependencia de la fotólisis del NO 2 . Por lo tanto, la producción de ozono será mayor durante el día, especialmente al mediodía y durante la temporada de verano . Esta relación también demuestra cómo las altas concentraciones tanto de ozono como de óxido nítrico son inviables. [4] Sin embargo, el NO puede reaccionar con radicales peroxilo para producir NO 2 sin pérdida de ozono:
proporcionando así otra vía para permitir la acumulación de ozono rompiendo el ciclo nulo mencionado anteriormente.
Esta relación recibe su nombre de Philip Leighton, autor del libro de 1961 Fotoquímica de la contaminación del aire , en reconocimiento a sus contribuciones en la comprensión de la química troposférica. [2] : pág. 22 Los modelos informáticos de la química atmosférica utilizan la relación de Leighton para minimizar la complejidad al deducir la concentración de uno de ozono, dióxido de nitrógeno y óxido nítrico cuando se conocen las concentraciones de los otros dos. [1]
![{\displaystyle [{\ce {O3}}]={\frac {J_{1}[{\ce {NO2}}]}{k_{3}[{\ce {NO}}]}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cd00b5d0724baa522356b645071ee87866d74c62)