氢分子是宇宙中最丰富的分子。它是第一个在微弱的环境中形成并在光解离中存活的化合物。气相中H2分子对于星际云中分子离子H3+的后续形成至关重要,而H3+触发了丰富的气相化学,产生了在星际介质（ISM）中检测到的100多种分子。同时,H2是天体物理介质冷却的主要贡献者。因此,H2分子的形成机理自被发现以来一直是一个有趣而重要的研究课题。虽然在天体化学模型中几乎所有的星际分子都被认为是在气相中形成的,但是气相中H2分子的形成效率很低,而星际尘埃颗粒在H原子有效转化为H2分子的过程中起着重要作用。然而,天文源中氢气分子的形成至今没有得到很好地解释。在早期的氢气形成模型中并没有考虑到星际尘埃表面上氢气分子的存在对氢气形成带来的影响,这主要是因为氢气分子与氢原子之间不能反应。然而,根据实验结果表明,为了使建模更具有物理性质,星际尘埃表面上被氢气分子占据的位点上H2的解吸能必须比水冰表面上H2的解吸能小得多。因此,在本文工作中,我们首次使用微观蒙特卡洛方法来研究H2的存在如何影响离散和半透明云中冷星际尘埃颗粒上分子氢形成的效率。具体如下:（1）星际尘埃表面H2分子对分子氢形成的影响。我们采用了一种详细的蒙特卡洛模型——CTRW（continuous-time random-walk）研究了星际尘埃表面上覆盖的H2分子对氢分子合成效率的影响。过去几年里,人们研究了各种粗糙表面上的氢分子合成效率,但是在他们的模型中,氢分子合成后直接离开星际尘埃表面,忽略了尘埃表面覆盖的H2分子对氢分子合成效率的影响,这与实验结果不符。我们依据实验室结果,查阅文献,寻找尘埃表面物种运动的各种参数,考虑了星际尘埃表面覆盖的氢分子对星际尘埃表面氢分子合成效率的影响,计算了尘埃表面氢分子的合成效率。该体系更符合实验室实验的结果,也更加贴近星际尘埃上的真实反应体系。计算结果表明,H2分子的存在对H2形成效率的影响在很大程度上取决于H2分子在尘埃表面的扩散势垒。不考虑表面H2存在的离散云的预测结果表明,在10 K到14 K的尘埃温度（T）范围内,H原子的复合效率高于0.5。考虑表面H2的离散云中采用的H2的扩散势垒是H2解吸能的80%,以便H2分子可以被困在更强的结合位点。根据模型参数,这些离散云模型预测的结果显示,在尘埃温度范围在10K≤T≤14K时,H原子的复合效率在0～0.5之间。半透明云模型结果表明,如果采用的尘埃表面上H2的平均扩散势垒较低（194 K）,H2分子可以在尘埃表面快速扩散,那么H2的形成效率将不受尘埃表面氢分子存在的影响。然而,如果半透明模型中使用更高的H2的平均扩散势垒（255 K）,则在T＞10K时,H原子的复合效率将下降至0.002以下。（2）H2分子在尘埃表面的等效解吸能的研究。尘埃表面物种的扩散势垒和解吸能影响着该物种在尘埃表面的扩散和解吸,这也就影响了尘埃表面上的化学反应。然而,尘埃表面物种与H2分子之间的吸附能尚不明确,这直接影响了我们对尘埃表面化学反应的预测。因此,我们使用碰撞解析速率方程研究了尘埃表面上各参数对尘埃表面H2分子的等效解吸能的影响。研究结果表明,尘埃表面各参数对H2等效解吸能的影响其根本原因是这些参数的变化影响了H2分子在尘埃表面的扩散速度和解吸速度。扩散速率和解吸速率共同影响着尘埃表面物种的扩散和解吸,物种的等效解吸能并不会简单地随着某一参数（扩散势垒或者解吸能）的单调地变化,因为尘埃表面上H2分子的相对覆盖率对等效解吸能的影响不能忽视。当尘埃表面H2的覆盖率较小时,等效解吸能受H2分子的扩散影响较大,随着H2分子扩散势垒与解吸能的比值的增大,计算得到的等效解吸能越来越大。但是等效解吸能随着尘埃表面H2分子的相对覆盖率的增大而减小,H2分子的扩散势垒对氢分子在尘埃表面的相对解吸能的影响也随着氢分子的相对覆盖率的增大而减小。当H2分子扩散较快时（扩散势垒/解吸能=0.1）,等效解吸能随尘埃表面相对覆盖率的变化范围在12mev,而H2分子扩散较慢时（扩散势垒/解吸能=0.77）,等效解吸能的变化范围减小到约5mev。而尘埃表面的温度对等效解吸能的影响较小,这是由于温度的升高使得H2的扩散率和解吸速率同时增大。我们得到了在不同条件下在相对覆盖率为0.1时使得等效解吸能为30mev的H2在H2衬底上的解吸能,为后续试验研究H2分子解吸能提供了理论指导。