Ionizare

Ionizare este acțiunea care este de a elimina sau de a adăuga sarcini la un atom sau o moleculă . Atomul - sau molecula - pierde sau câștigă sarcini nu mai este neutru din punct de vedere electric. Se numește apoi ion . Se poate datora:

cauze fizice, cum ar fi un nivel ridicat de potențial electric, prezența radiațiilor sau temperatura ridicată;
cauze chimice, cum ar fi dizolvarea într-un solvent polar;
sau chiar în structura materiei: în săruri topite și lichide ionice sau în structuri cristaline în care atomii nu mai pot fi legați fără echivoc de o moleculă precisă.

Aplicațiile sunt numeroase:

decontaminarea alimentelor;
modificări ale materialelor plastice;
sterilizarea echipamentelor medicale;
studiul materialelor;
propulsie spațială etc.

Prima energie de ionizare

Este energia necesară pentru a extrage primul electron (adică electronul cu cea mai mică energie de legare ) din structura atomică sau dintr-o structură moleculară .

Formula generică care descrie ionizarea electronică simplă:

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

De exemplu, cu hidrogen , energia primei ionizări va fi cea care permite ionizarea electronului cochiliei K, adică 13,6 eV (energie care poate fi calculată, în special, folosind constanta Rydberg )

Impact electronic

Acest tip de ionizare este frecvent utilizat în spectrometria de masă . Un electron emis de un filament întâlnește atomul sau molecula și rupe unul dintre electronii săi în timpul impactului.

Exemplu cu metan:

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

Foto-ionizare

Photoionization este ionizarea unui atom, moleculă sau ion prin interacțiunea cu o energie fotonica suficientă , conform schemei

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

Dacă A este o moleculă, interacțiunea poate produce disocierea ei: atunci vorbim de fotoionizare disociativă .

Fenomenul opus este recombinarea radiativă .

Acest fenomen este prezent în nebuloasele planetare .

Foto-atașament

Fotografia atașată este crearea unui ion negativ prin captură de electroni după schema:

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

Fenomenul invers este foto-detașarea .

Ionizare termică

Dacă suficientă energie termică este furnizată unui gaz , energia sa medie poate deveni egală sau mai mare decât energia sa de ionizare. Prin urmare, constituenții acestui gaz se pot ioniza sub impactul dintre atom / moleculă. Așa se întâmplă în coroana solară .

Energia medie a unui ideală monoatomic gaz este egal cu , sau mai precis la fiecare grad de libertate, unde denotă constanta Boltzmann și temperatura absolută . ${\ displaystyle {\ tfrac {3} {2}} kT}$ ${\ displaystyle {\ tfrac {1} {2}} kT}$ $k$ $T$

Ionizare chimică

Este o reacție între o moleculă și un ion reactant. Rezultatul va da naștere la transferul de electroni sau la crearea aductului .

Exemplu cu o moleculă : $M$

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

Note și referințe

(în) Uwe Becker și David A. Sherley, VUV și Soft Photoionization cu raze X , Springer Science + Business Media ,1996( ISBN 978-1-4613-7993-5 , citit online )

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe

Ionisation des gaz Vechi film educațional de Maurice Françon, 1961, color. SFRS / CERIMES