Ionisering

Den ioniseringen er den handling som er å fjerne eller legge til last til et atom eller et molekyl . Atomet - eller molekylet - som mister eller får ladninger, er ikke lenger elektrisk nøytralt. Det kalles da et ion . Det kan skyldes:

• fysiske årsaker som et høyt nivå av elektrisk potensial, tilstedeværelse av stråling eller høy temperatur;
• kjemiske årsaker, slik som oppløsning i et polært løsningsmiddel;
• eller i selve strukturen til materie: i smeltede salter og ioniske væsker , eller i krystallinske strukturer der atomer ikke lenger entydig kan knyttes til et presist molekyl.

Søknadene er mange:

• dekontaminering av matvarer;
• modifikasjoner av plast;
• sterilisering av medisinsk utstyr;
• studium av materialer;
• romfremdrift  osv.

Første ioniseringsenergi

Det er energien som kreves for å trekke ut det første elektronet (dvs. elektronet med den laveste bindingsenergien ) fra atomstrukturen eller fra en molekylær struktur .

Generisk formel som beskriver enkeltelektronionisering:

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

For eksempel med hydrogen vil energien til første ionisering være den som tillater at elektronet til K-skallet ioniseres, dvs. 13,6 eV (energi som kan beregnes, spesielt ved bruk av Rydberg-konstanten )

Elektronisk støt

Denne typen ionisering brukes ofte i massespektrometri . Et elektron som sendes ut av et filament, møter atomet eller molekylet og river av en av elektronene under støtet.

Eksempel med metan:

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

Foto-ionisering

Den photoionization er den ionisering av et atom, molekyl eller ion ved vekselvirkning med en tilstrekkelig fotonenergi i henhold til diagrammet

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

Hvis A er et molekyl, kan interaksjonen produsere sin dissosiasjon: vi snakker da om dissosiativ fotoionisering .

Det motsatte fenomenet er strålende rekombinasjon .

Dette fenomenet er tilstede i planetariske tåker .

Foto-vedlegg

Det fotografi som er vedlagt er å skape en negativt ion ved hjelp av elektronopptak følge skjema:

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

Det motsatte fenomenet er foto-løsrivelse .

Termisk ionisering

Hvis det tilføres tilstrekkelig termisk energi til en gass , kan den gjennomsnittlige energien bli lik eller større enn ioniseringsenergien. Bestanddelene av denne gassen kan derfor ionisere under påvirkningen mellom atom / molekyl. Dette er hva som skjer i solkoronaen .

Den gjennomsnittlige energi av en monoatomic ideell gass er lik , eller mer presist til per grad av frihet, hvor betegner Boltzmann konstant og den absolutte temperatur . 32kT{\ displaystyle {\ tfrac {3} {2}} kT}12kT{\ displaystyle {\ tfrac {1} {2}} kT}k{\ displaystyle k}T{\ displaystyle T}

Kjemisk ionisering

Det er en reaksjon mellom et molekyl og et reaktantion. Resultatet vil gi opphav til elektronoverføring eller dannelse av addukt .

Eksempel med et molekyl  : M{\ displaystyle M}

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

Merknader og referanser

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

Se også

Relaterte artikler

• Ioniserende stråling
• Massespektrometri
• Mationisering
• Plasma
• Desorpsjon-ionisering på silisium

Eksterne linker

• Ionisation des gaz Gammel pedagogisk film av Maurice Françon, 1961, farge. SFRS / CERIMES