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Atmosphärenchemie: Bizarres Molekül ist flüchtige Zwischenstation bei saurem Regen

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Forscher haben ein für die Atmosphärenchemie wichtiges, mit ungewöhnlichen Eigenschaften ausgestattetes und lang gesuchtes Molekül nachweisen können. Die bis dato nur hypothetische Stickstoffverbindung entsteht als Zwischenprodukt einer Abbaureaktion von Salpetersäure, einem Hauptverursacher von saurem Regen, berichten Joseph Francisco von der Purdue University in West Lafayette und seine Kollegen.

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Intermediärprodukt in der Atmosphäre | Bei der lange mysteriösen Reaktion von Hydroxylradikalen und Salpetersäure in großer Höhe entstehen Wasser und Stickoxidradikale. Seit fast 40 Jahren war postuliert worden, dass sich als Zwischenprodukt ein OH-HONO2-Komplex bildet, der eine Sechserringform aufweisen sollte. Dieses Kombimolekül (im Bild) mit gleich zwei Wasserstoffbrückenbindungen konnten Forscher nun tatsächlich nachweisen. Stickstoffatome sind blau, Wasserstoff weiß und Sauerstoff rot gezeigt. Die gelben Wolken verdeutlichen die Lage der doppelten Wasserstoffbrücken.
Die Wissenschaftler hatten sich mit dem Reaktionsmechanismus beschäftigt, über den aus Salpetersäure in der wasserfreien oberen Troposphäre und der Stratosphäre Stickoxidradikale und Wasser entstehen. Theoretische Überlegungen hatten schon vor rund vier Jahrzehnten nahegelegt, dass dabei ein kurzlebiges Zwischenprodukt entsteht, welches die Forscher nun im Labor erzeugen und analysieren konnten. Die chemisch ungewöhnliche Intermediärverbindung aus einem OH-Radikal und HNO3 besteht aus einem Ring von sechs Atomen sowie einem davon abstehenden Bindungspartner. Der Salpetersäure-Wasser-Komplex wird dabei von einer kürzeren sowie einer längeren Wasserstoffbrückenbindung zugleich in seine Ringform gezogen.

Saurer Regen entsteht durch die Reaktionen von Stickoxiden und Schwefeldioxid mit Wasser in der Troposphäre, wonach die entstehenden Säuren abregnen. Weiter oben in der Stratosphäre entstehen dagegen über den oben beschriebenen Mechanismus eher gasförmige Stickoxide aus HNO3. (jo)
14.08.2008

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 14.08.2008

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