Jonizacja

Jonizacja jest działanie, które ma na celu usunięcie lub dodanie obciążenia do atomu lub cząsteczki . Atom - lub cząsteczka - tracący lub zyskujący ładunki nie jest już elektrycznie obojętny. Nazywa się wtedy jonem . Może to być spowodowane:

przyczyny fizyczne, takie jak wysoki poziom potencjału elektrycznego, obecność promieniowania lub wysoka temperatura;
przyczyny chemiczne, takie jak rozpuszczanie w polarnym rozpuszczalniku;
lub w samej strukturze materii: w stopionych solach i cieczach jonowych lub w strukturach krystalicznych, w których atomy nie mogą być już jednoznacznie połączone z określoną cząsteczką.

Zastosowań jest wiele:

odkażanie żywności;
modyfikacje tworzyw sztucznych;
sterylizacja sprzętu medycznego;
badanie materiałów;
napęd kosmiczny itp.

Pierwsza energia jonizacji

Jest to energia potrzebna do wydobycia pierwszego elektronu (tj. Elektronu o najniższej energii wiązania ) ze struktury atomu lub struktury molekularnej .

Ogólny wzór opisujący jonizację jednoelektronową:

{\ Displaystyle \ mathrm {X} \ rightarrow \ mathrm {X} ^ {+} + e ^ {-}}

Na przykład w przypadku wodoru energia pierwszej jonizacji będzie taka, że umożliwi zjonizowanie elektronu powłoki K, tj. 13,6 eV (energia, którą można obliczyć w szczególności za pomocą stałej Rydberga )

Wpływ elektroniczny

Ten rodzaj jonizacji jest powszechnie stosowany w spektrometrii mas . Elektron emitowany przez włókno napotyka atom lub cząsteczkę i podczas zderzenia zrywa jeden z jego elektronów.

Przykład z metanem:

{\ Displaystyle \ mathrm {CH} _ {4} + e ^ {-} \ rightarrow \ mathrm {CH} _ {4} ^ {+} + 2 \, e ^ {-}}

Fotojonizacja

Fotojonizacja jest jonizacji atomu cząsteczki lub jony w wyniku interakcji z wystarczającą energią fotonu według schematu

{\ Displaystyle A ~~ + ~~ h \ nu \ quad \ to \ quad A ^ {+} ~~ + ~~ e ^ {-}}

Jeśli A jest cząsteczką, interakcja może spowodować jej dysocjację: mówimy wtedy o fotojonizacji dysocjacyjnej .

Odwrotnym zjawiskiem jest rekombinacja radiacyjna .

Zjawisko to występuje w mgławicach planetarnych .

Załącznik do zdjęć

Dołączone zdjęcie jest stworzenie jon ujemny Capture elektronów według schematu:

{\ Displaystyle A ~~ + ~~ e ^ {-} \ quad \ to \ quad A ^ {-} ~~ + ~~ h \ nu}

Odwrotnym zjawiskiem jest fotooderwanie .

Jonizacja termiczna

Jeśli do gazu zostanie dostarczona wystarczająca ilość energii cieplnej , jego średnia energia może być równa lub większa niż energia jonizacji. Składniki tego gazu mogą zatem jonizować pod wpływem uderzenia między atomem / cząsteczką. Tak dzieje się w koronie słonecznej .

Średnia energia monoatomowe idealnego gazu jest równa lub bardziej precyzyjnie na stopień swobody, gdzie oznacza stałą Boltzmanna , a do temperatury absolutnej . ${\ displaystyle {\ tfrac {3} {2}} kT}$ ${\ displaystyle {\ tfrac {1} {2}} kT}$ $k$ $T$

Jonizacja chemiczna

Jest to reakcja między cząsteczką a reagującym jonem. Rezultat spowoduje przeniesienie elektronów lub powstanie adduktu .

Przykład z cząsteczką : $M$

{\ Displaystyle \ mathrm {M} + \ mathrm {CH} _ {5} ^ {+} \ rightarrow \ mathrm {MH} ^ {+} + \ mathrm {CH} _ {4}}

Uwagi i odniesienia

(w) Uwe Becker i David A.Sherley, VUV and Soft X-Ray Photoionization , Springer Science + Business Media ,1996( ISBN 978-1-4613-7993-5 , czytaj online )

Zobacz też

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne

Ionisation des gaz Stary film edukacyjny Maurice'a Françona, 1961, kolor. SFRS / CERIMES