Ionizácia

Z Wikipédie, voľnej encyklopédie
Prejsť na navigáciu Prejsť na vyhľadávanie
Ionizačná energia niektorých čistých chemických prvkov. Vrcholy obsahujú inertné plyny.

Ionizácia je endotermický proces tvorby iónov z neutrálnych atómov alebo molekúl .

Kladne nabitý ión sa vytvorí, ak elektrón v molekule dostane dostatok energie na prekonanie potenciálnej bariéry , ktorá sa rovná ionizačnému potenciálu . Na druhej strane, záporne nabitý ión sa vytvára, keď je atómom zachytený ďalší elektrón, pričom sa uvoľňuje energia.

Je zvykom rozlišovať dva typy ionizácie - sekvenčnú (klasickú) a kvantovú, ktorá sa neriadi niektorými zákonmi klasickej fyziky .

Klasická ionizácia

Aeroióny , okrem toho, že sú pozitívne a negatívne, sa delia na ľahké, stredné a ťažké ióny. Vo voľnej forme (pri atmosférickom tlaku) existuje elektrón nie dlhšie ako 10 -7 - 10 -8 sekúnd.

Ionizácia v elektrolytoch

Elektrolyty sú látky rozpustené vo vode. Elektrolyty zahŕňajú rozpustné soli , kyseliny , hydroxidy kovov . V procese rozpúšťania sa molekuly elektrolytu rozkladajú na katióny a anióny . Faraday , spoliehajúc sa na údaje získané z experimentov s elektrolýzou , odvodil vzorec o úmernosti hmotnosti m k náboju Δq, ktorý prešiel elektrolytom, alebo o úmernosti hmotnosti m k prúdu I a času Δt: ...

Ionizácia v plynoch

Plyny sú väčšinou zložené z neutrálnych molekúl. Ak sú však niektoré molekuly plynu ionizované, plyn vedie elektrický prúd. Existujú tri hlavné spôsoby ionizácie plynov:

  • Tepelná ionizácia - ionizácia, pri ktorej je potrebná energia na odtrhnutie elektrónu od atómu daná zrážkami medzi atómami v dôsledku zvýšenia teploty;
  • Ionizácia elektrickým poľom - ionizácia v dôsledku zvýšenia hodnoty sily vnútorného elektrického poľa nad limitnú hodnotu. Z toho vyplýva oddelenie elektrónov od atómov plynu.
  • Ionizácia ionizujúcim žiarením

Kvantová ionizácia

V roku 1887 Heinrich Hertz zistil, že elektróny môžu uniknúť z tela pôsobením svetla - bol objavený fenomén fotoelektrického javu . To bolo v rozpore s vlnovou teóriou svetla - nedokázalo vysvetliť zákonitosti fotoelektrického javu a pozorovanú separáciu energie v spektre elektromagnetického žiarenia . V roku 1900 Max Planck zistil, že telo môže absorbovať alebo vyžarovať elektromagnetickú energiu iba v špeciálnych častiach, kvantách . To poskytlo teoretický základ na vysvetlenie javov fotoelektrického javu. Na vysvetlenie javov fotoelektrického javu predložil Albert Einstein v roku 1905 hypotézu o existencii fotónov ako častíc svetla, čo umožňuje vysvetliť kvantovú teóriu - fotóny, ktoré sú schopné absorbovať alebo emitovať ako celok o jeden elektrón, dať mu dostatočnú kinetickú energiu na prekonanie gravitačnej sily elektrónu na jadro - vzniká kvantová ionizácia.

Ionizačné metódy

Metódy používané na ionizáciu vodivých materiálov:

Iskrová ionizácia : v dôsledku potenciálneho rozdielu medzi kusom testovaného materiálu a inou elektródou sa vytvorí iskra , ktorá vytiahne ióny z cieľového povrchu.

Ionizácia v žeravom výboji nastáva v riedkej atmosfére inertného plynu (napríklad v argóne ) medzi elektródou a vodivou časťou vzorky.

Nárazová ionizácia . Ak sa ktorákoľvek častica s hmotnosťou m (elektrón, ión alebo neutrálna molekula) letiaca rýchlosťou V zrazí s neutrálnym atómom alebo molekulou, potom kinetická energia letiacej častice môže byť vynaložená na ionizačný akt, ak táto kinetická energia nie je menšia ako ionizačná energia...

pozri tiež

Poznámky (upraviť)