Ionizacija

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Energija jonizacije nekih čistih hemijskih elemenata. Vrhovi sadrže inertne gasove.

Ionizacija je endotermni proces stvaranja iona iz neutralnih atoma ili molekula .

Pozitivno nabijeni ion nastaje ako elektron u molekuli dobije dovoljno energije da savlada potencijalnu barijeru , jednaku jonizacijskom potencijalu . Negativno nabijeni ion, s druge strane, nastaje kada atom zarobi dodatni elektron, uz oslobađanje energije.

Uobičajeno je razlikovati dvije vrste ionizacije - sekvencijalnu (klasičnu) i kvantnu, koja se ne povinuje nekim zakonima klasične fizike .

Klasična jonizacija

Aeroioni , osim što su pozitivni i negativni, dijele se na lake, srednje i teške ione. U slobodnom obliku (pri atmosferskom pritisku), elektron postoji ne više od 10 -7 - 10 -8 sekundi.

Ionizacija u elektrolitima

Elektroliti su tvari otopljene u vodi. Elektroliti uključuju rastvorljive soli , kiseline , hidrokside metala . U procesu rastvaranja, molekuli elektrolita se raspadaju na katione i anione . Faraday je , oslanjajući se na podatke dobijene iz eksperimenata s elektrolizom , izveo formulu o proporcionalnosti mase m naboju Δq koji je prošao kroz elektrolit, odnosno o proporcionalnosti mase m struji I i vremenu Δt: ...

Ionizacija u gasovima

Plinovi se uglavnom sastoje od neutralnih molekula. Međutim, ako su neki od molekula plina jonizirani, plin provodi električnu struju. Postoje tri glavne metode jonizacije u gasovima:

  • Termička jonizacija - jonizacija u kojoj se potrebna energija za odvajanje elektrona od atoma daje sudarima između atoma zbog povećanja temperature;
  • Ionizacija električnim poljem - jonizacija zbog povećanja vrijednosti jačine unutrašnjeg električnog polja iznad granične vrijednosti. Iz ovoga slijedi odvajanje elektrona od atoma plina.
  • Jonizacija jonizujućim zračenjem

Kvantna jonizacija

Heinrich Hertz je 1887. ustanovio da elektroni mogu pobjeći iz tijela pod djelovanjem svjetlosti - otkriven je fenomen fotoelektričnog efekta . Ovo nije bilo u skladu sa talasnom teorijom svjetlosti – nije mogla objasniti zakone fotoelektričnog efekta i uočeno odvajanje energije u spektru elektromagnetnog zračenja . 1900. godine Max Planck je ustanovio da tijelo može apsorbirati ili emitovati elektromagnetnu energiju samo u posebnim dijelovima, kvantima . Ovo je dalo teorijsku osnovu za objašnjenje fenomena fotoelektričnog efekta. Da bi objasnio fenomen fotoelektričnog efekta, Albert Ajnštajn je 1905. godine izneo hipotezu o postojanju fotona kao čestica svetlosti, što omogućava da se objasni kvantna teorija - fotoni, koji se mogu apsorbovati ili emitovati kao cijeli jedan elektron, dati mu dovoljnu kinetičku energiju da savlada gravitacijsku silu elektrona na jezgro - nastaje kvantna jonizacija.

Metode jonizacije

Metode koje se koriste za jonizaciju provodnih materijala:

Ionizacija iskre : zbog razlike potencijala između komada ispitnog materijala i druge elektrode , stvara se iskra koja izvlači ione iz ciljne površine.

Ionizacija u usijanom pražnjenju događa se u razrijeđenoj atmosferi inertnog plina (na primjer, u argonu ) između elektrode i provodnog dijela uzorka.

Udarna jonizacija . Ako se bilo koja čestica mase m (elektron, jon ili neutralna molekula) koja leti brzinom V sudari s neutralnim atomom ili molekulom, tada se kinetička energija leteće čestice može potrošiti na ionizacijski čin ako ta kinetička energija nije manja od energija jonizacije...

vidi takođe

Bilješke (uredi)