Rekombinácia (chémia)

Z Wikipédie, voľnej encyklopédie
Prejsť na navigáciu Prejsť na vyhľadávanie

Rekombinácia je opačný proces ionizácie . Spočíva v zachytení voľného elektrónu iónom . Rekombinácia vedie k zníženiu náboja iónu alebo k premene iónu na neutrálny atóm alebo molekulu. Rekombinácia elektrónu a neutrálneho atómu (molekuly) je tiež možná, čo vedie k vytvoreniu negatívneho iónu a vo vzácnejších prípadoch k rekombinácii záporného iónu s vytvorením dvoj- alebo trojnásobne nabitého záporného iónu. ión. Namiesto elektrónu môžu v niektorých prípadoch pôsobiť iné elementárne častice, napríklad mezóny , čím sa vytvárajú mezoatómy alebo mezomolekuly. V raných fázach vývoja vesmíru prebiehala vodíková rekombinačná reakcia - takzvaná éra primárnej rekombinácie .

Rekombinácia je tiež opačný proces homolytického štiepenia chemickej väzby . Rekombinácia je spojená s tvorbou obyčajnej kovalentnej väzby v dôsledku zdieľania nepárových elektrónov patriacich rôznym časticiam ( atómy , voľné radikály )

Príklady rekombinácie:

Rekombinačná reakcia je vysoko exotermická , vyznačuje sa veľmi nízkou alebo nulovou aktivačnou energiou . Preto takéto reakcie prebiehajú za účasti tretej neutrálnej častice, ktorá prenáša reakčnú energiu:

Matematický popis

Rekombinácia v médiu s prítomnosťou heteropolárnych iónov je opísaná nasledujúcim vzorcom:

tu - koncentrácia kladných iónov, - koncentrácia záporných iónov, Je rekombinačný koeficient. Rekombinačný koeficient tiež nazývaný Langevinov koeficient podľa francúzskeho fyzika Paula Langevina .

Odvodenie Langevinovho rekombinačného koeficientu

Zvážte proces rekombinácie dvoch iónov. Aby došlo k rekombinácii, ióny sa musia k sebe priblížiť na vzdialenosť menšiu ako je Debyeov polomer . Keď sa ión priblíži k druhému na takú vzdialenosť, energia tepelnej interakcie nebude dostatočná na prekonanie elektrickej sily, ktorá vzniká medzi iónmi.

Uvažujme guľu s Debyeovým polomerom, v strede ktorej je kladný ión. Potom počet záporných iónov vstupujúcich do tejto sféry za jednotku času možno nájsť podľa nasledujúceho vzorca:

Počet rekombinovaných iónov možno získať, ak vezmeme do úvahy, že všetky ióny vstupujúce do gule sa rekombinujú s kladnými iónmi, potom to možno zapísať pomocou nasledujúceho vzorca:

Porovnaním tohto výrazu s rekombinačným zákonom dostaneme hodnotu Langevinovho koeficientu:

kde - pohyblivosť.

Literatúra

  • Chemický encyklopedický slovník. Ch. editor I. L. Knunyants, M., Sovietska encyklopédia. 1983, str

pozri tiež

Poznámky (upraviť)