含义Meaning
查普曼（1930）用纯氧光化学解释平流层臭氧层的形成。对 O 和 O₃ 用稳态近似得到臭氧浓度；但它高估臭氧约 2 倍，因为忽略了 NOₓ、HOₓ、ClOₓ 催化循环（克鲁岑、莫利纳、罗兰，1995 年诺贝尔化学奖）。
Chapman (1930) explained the stratospheric ozone layer with oxygen-only photochemistry. Steady state for O and O₃ gives [O₃], but it overestimates ozone about twofold because it omits NOₓ, HOₓ and ClOₓ catalytic cycles (Crutzen, Molina and Rowland, 1995 Nobel Prize).
符号说明Symbols
| 符号Symbol | 含义 Meaning | 单位 Unit |
|---|---|---|
| \(j_1, j_3\) | O₂、O₃ 的光解速率常数photolysis rates of O₂ and O₃ | s⁻¹ |
| \(k_2, k_4\) | 双分子 / 三分子反应速率常数rate constants | |
| \([\mathrm M]\) | 第三体（空气）浓度third-body (air) concentration | cm⁻³ |
推导Derivation
O 原子寿命极短，与 O₂ 快速相互转化：快循环 2、3 只交换 O 与 O₃，不改变“奇氧”（O + O₃）总量。
Reactions 2 and 3 interconvert O and O₃ rapidly without changing odd oxygen.
奇氧只由反应 1 生成、反应 4 消耗：\(2j_1[\mathrm O_2] = 2k_4[\mathrm O][\mathrm O_3]\)。
Odd oxygen is made by 1 and destroyed by 4.
快循环稳态 \([\mathrm O]/[\mathrm O_3] = j_3/(k_2[\mathrm O_2][\mathrm M])\)，联立消去 [O]。
The fast-cycle ratio eliminates [O].
催化循环 X + O₃ → XO + O₂，XO + O → X + O₂（X = Cl, NO, OH）相当于大大加速反应 4。
Catalytic cycles effectively accelerate reaction 4.
适用条件与局限Assumptions & limitations
只含氧化学；定量需包括催化循环、输送和极地平流层云上的非均相反应（南极臭氧洞）。
Oxygen-only; quantitative work needs catalytic cycles, transport and polar-cloud heterogeneous chemistry (the ozone hole).
例题Worked example
一个 Cl 原子在被转化为储库分子（HCl、ClONO₂）前可破坏约 10⁵ 个 O₃ 分子。
One Cl atom can destroy ~10⁵ O₃ molecules before being sequestered.