Ionizálás

Az ionizáció az a művelet, amely az atom vagy a molekula terhelésének eltávolítását vagy hozzáadását jelenti . Az atom - vagy a molekula -, amely elveszíti vagy megszerzi a töltéseket, már nem elektromos semleges. Ezután ionnak nevezzük . Ennek oka lehet:

• fizikai okok, például magas elektromos potenciál, sugárzás jelenléte vagy magas hőmérséklet;
• kémiai okok, például oldódás poláros oldószerben;
• vagy éppen az anyag szerkezetére: olvadt sókban és ionos folyadékokban , vagy olyan kristályos szerkezetekben, amelyekben az atomok már nem kapcsolódhatnak egyértelműen egy pontos molekulához.

Az alkalmazások száma:

• élelmiszer-fertőtlenítés;
• műanyagok módosítása;
• Orvosi berendezések sterilizálása;
• anyagok tanulmányozása;
• űrhajtás  stb.

Első ionizációs energia

Az az energia, amely az első elektron (vagyis a legkisebb kötési energiájú elektron) kivonásához szükséges az atomszerkezetből vagy egy molekulaszerkezetből .

Egyetlen elektronionizációt leíró általános képlet:

x→x++e-{\ displaystyle \ mathrm {X} \ rightarrow \ mathrm {X} ^ {+} + e ^ {-}}

Például hidrogénnel az első ionizáció energiája az lesz, amely lehetővé teszi a K-héj elektronjának ionizálását, azaz 13,6 eV (az energia különösen a Rydberg-állandó felhasználásával számítható )

Elektronikus hatás

Ezt a fajta ionizációt általában használják a tömegspektrometriában . Az izzószál által kibocsátott elektron találkozik az atomral vagy a molekulával, és az ütközés során letépi egyik elektronját.

Példa metánnal:

VSH4+e-→VSH4++2e-{\ displaystyle \ mathrm {CH} _ {4} + e ^ {-} \ rightarrow \ mathrm {CH} _ {4} ^ {+} + 2 \, e ^ {-}}

Foto-ionizáció

A fotoionizáció egy atom, molekula vagy ion ionizálása elegendő fotonenergiával való kölcsönhatással a diagram szerint

NÁL NÉL  +  hv→NÁL NÉL+  +  e-{\ displaystyle A ~~ + ~~ h \ nu \ quad \ to \ quad A ^ {+} ~~ + ~~ e ^ {-}}

Ha A molekula, az interakció előidézheti annak disszociációját: ezután disszociatív fotoionizációról beszélünk .

Az ellenkező jelenség a sugárzó rekombináció .

Ez a jelenség a bolygó ködjeiben van jelen .

Fotómelléklet

A mellékelt fotó negatív ion létrehozása elektron befogással a séma szerint:

NÁL NÉL  +  e-→NÁL NÉL-  +  hv{\ displaystyle A ~~ + ~~ e ^ {-} \ quad \ to \ quad A ^ {-} ~~ + ~~ h \ nu}

A fordított jelenség a foto-leválás .

Termikus ionizáció

Ha elegendő hőenergiát táplálunk egy gázhoz , átlagos energiája megegyezhet vagy nagyobb lehet ionizációs energiájánál. Ennek a gáznak az alkotóelemei tehát ionizálódhatnak az atom / molekula közötti ütközés hatására. Ez történik a napkoronában .

Az egyatomos ideális gáz átlagos energiája megegyezik , pontosabban egy szabadságfokkal, ahol a Boltzmann-állandót és az abszolút hőmérsékletet jelöli . 32kT{\ displaystyle {\ tfrac {3} {2}} kT}12kT{\ displaystyle {\ tfrac {1} {2}} kT}k{\ displaystyle k}T{\ displaystyle T}

Kémiai ionizáció

Ez egy molekula és egy reagens ion közötti reakció. Az eredmény elektrontranszfert vagy adduktum keletkezését eredményezi .

Példa molekulával  : M{\ displaystyle M}

M+VSH5.+→MH++VSH4{\ displaystyle \ mathrm {M} + \ mathrm {CH} _ {5} ^ {+} \ rightarrow \ mathrm {MH} ^ {+} + \ mathrm {CH} _ {4}}

Megjegyzések és hivatkozások

1. (in) Uwe Becker és David A. Sherley, VUV és lágy röntgen Fotoionizációs , Springer Science + Business Media ,1996( ISBN  978-1-4613-7993-5 , online olvasás )

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

• Ionizáló sugárzás
• Tömegspektrometria
• Élelmiszer-ionizáció
• Vérplazma
• Deszorpció-ionizálás szilíciumon

Külső linkek

• Ionisation des gaz Maurice Françon régi ismeretterjesztő filmje, 1961, színes. SFRS / CERIMES