水和二氧化碳都没有直接连接两个氧原子的键。过氧化氢则有一条O–O单键。这条键如何在太空中的冰上形成？
包括伯克利实验室研究人员在内的团队，用真空紫外光照射水和CO₂分子组成的小团簇，研究了形成含O–O键产物的路径。这为理解冰卫星上的过氧化物提供了分子层面的线索。伯克利实验室研究介绍
本文介绍研究要点，并通过可切换分子的交互工具寻找O–O键。结构绘制和键的搜索使用chematic 1.1.7。
周围的水分子帮助反应进行
研究团队在分子束中制备CO₂与水的团簇，用真空紫外光使其电离，再通过质谱分析产物离子。富含水的团簇更有利于形成过氧化物。少量溶剂分子围绕反应物、改变其反应行为的现象称为微溶剂化效应。原论文摘要
其中一个产物信号的质荷比m/z为78。团队将其归属于[H₂CO₄]⁺，与形成O–O键的解释一致。m/z 112的信号被归属于含H₂O₂的团簇，也支持了通向过氧化氢的反应路径。
CO₂和过氧化氢中的氧连接方式不同
CO₂的结构是O=C=O，两个氧原子之间隔着碳。过氧化氢的结构是H–O–O–H。两者的氧原子数相同，连接方式却不同。
SMARTS是一种描述待搜索结构的记法。[#8]-[#8]表示两个原子序数为8的原子以单键相连。下面的工具用蓝色圆圈标出匹配的氧原子，示例包括水、CO₂、过氧化氢和碳酸的中性分子。
切换分子，寻找O–O键
从水切换到过氧化氢，O–O单键数会从0变为1。在“输入自己的SMILES”中输入O=O，匹配数为0；输入OO.OO，匹配数为2。=表示双键，.分隔彼此没有化学键相连的组分，搜索结果也体现了这种区别。
光子能量滑块通过E = hc/λ计算真空波长。研究所介绍的m/z 78产物出现能约为10.8 eV，对应约114.8 nm。增大光子能量，波长会缩短。换算采用NIST公布的SI常数。
在自己的JavaScript中运行同一搜索
保存inspect.mjs，然后使用Node.js执行：
npm install @kent-tokyo/chematic@1.1.7
node inspect.mjs脚本用[#8]-[#8]匹配每个分子，并对原子对去重，使每条键只计数一次。每行依次输出SMILES、分子式和O–O单键数：
O H2O 0
O=C=O CO2 0
OO H2O2 1
O=C(O)O CH2O3 0碳酸的分子式采用碳在前的写法，输出为CH2O3。结果JSON还记录了摩尔质量和匹配原子的编号。
将同样的搜索应用于化合物列表，就能筛出含O–O单键的分子。先从分子式读取原子数量，再用结构搜索检查连接方式，这个步骤也适合整理论文提出的产物或选择教学用分子。
Dias等人的《Ionization-Driven Oxygen–Oxygen Bond Formation in Mixed CO₂–H₂O Clusters》于2026年8月13日在JACS在线发表。伯克利实验室的研究介绍发布于10月14日。结构计算使用的软件包及资料来源见运行记录。