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氨气是星际空间第一个被发现的多原子分子，通过如下含氮正离子与氢分子的系列反应，氨气在气相中合成已经被证实1：N++H2→NH++H(R1)NH++H2→NH2++H(R2)NH2++H2→NH3++H(R3)NH3++H2→NH4++H(R4)NH4++e→NH3+H(R5)全部的反应过程均快速高效，无需催化剂。揭示这系列反应的微观机制，对氨气的气相合成以及大气中此类离子分子反应的理解有重要的意思。