臭氧空洞的出现引起了世界各国的关注，也使它的形成机理成为科学家们研究的焦点。臭氧洞的成因与发生在极地平流层云上的异相化学反应有很大关系。 在极地云表面上硝酸氯的异相反应：ClONO₂+HCl→HNO₃+Cl₂把大气中相对不活泼的氯的库物种ClONO₂转化成非常活泼的形式Cl₂，遇到太阳光Cl₂分解产生Cl的自由基，从而导致大量催化反应消耗臭氧分子。但在低温的冰表面或水团簇上，HCl部分会被离解，以独立的离子或离子对形式存在。因此，反应ClONO₂+Cr^-→NO₃^-+Cl₂引起了许多实验室的关注。本文首次采用密度泛函理论计算方法，对ClONO₂与Cl^-的分子-离子反应过程进行了研究，并进一步计算了直线型二维反应势能面，最后考虑了水分子的参与对该反应起到的催化作用。 本文还对溴的臭氧消耗催化循环进行了讨论，研究了BrONO₂+Br的反应机理，为臭氧消耗化学的理论计算提供了比较准确的数据。 本文的研究结果与现阶段已有的实地观察和实验结果相一致，可以解释南极春季、夏季的臭氧空洞；北极上空的臭氧减少；及中国上空臭氧的变化和青藏高原上空夏季存在的“臭氧低谷”。