rekombinacija (hemija)

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu

Rekombinacija je proces obrnut od jonizacije . Sastoji se od hvatanja slobodnog elektrona jonom . Rekombinacija dovodi do smanjenja naboja jona ili do konverzije jona u neutralni atom ili molekul. Moguća je i rekombinacija elektrona i neutralnog atoma (molekule), što dovodi do stvaranja negativnog jona, au rijetkim slučajevima i rekombinacije negativnog jona sa stvaranjem dvostruko ili trostruko nabijenog negativnog. ion. Umjesto elektrona, u nekim slučajevima mogu djelovati druge elementarne čestice, na primjer, mezoni , stvarajući mezoatome ili mezomolekule. U ranim fazama razvoja svemira dogodila se reakcija rekombinacije vodonika - takozvana era primarne rekombinacije .

Također, rekombinacija je obrnuti proces homolitičkog cijepanja hemijske veze . Rekombinacija je povezana s formiranjem obične kovalentne veze zbog dijeljenja nesparenih elektrona koji pripadaju različitim česticama ( atomima , slobodnim radikalima )

Primjeri rekombinacije:

Reakcija rekombinacije je vrlo egzotermna ; karakterizira je vrlo niska ili nulta energija aktivacije . Stoga se takve reakcije odvijaju uz sudjelovanje treće neutralne čestice, koja nosi reakcijsku energiju:

Matematički opis

Rekombinacija u mediju uz prisustvo heteropolarnih jona opisuje se sljedećom formulom:

ovdje - koncentracija pozitivnih jona, - koncentracija negativnih jona, Je koeficijent rekombinacije. Koeficijent rekombinacije naziva se i Langevinov koeficijent, po francuskom fizičaru Paulu Langevinu .

Derivacija Langevinovog koeficijenta rekombinacije

Razmotrimo proces rekombinacije dva jona. Da bi se čin rekombinacije dogodio, ioni se moraju približiti jedni drugima na udaljenosti manjoj od Debyeovog radijusa . Nakon što se ion približi drugom na takvoj udaljenosti, energija toplinske interakcije neće biti dovoljna da savlada električnu silu koja se javlja između jona.

Zamislite sferu Debyeovog radijusa, u čijem središtu se nalazi pozitivan jon. Tada se broj negativnih jona koji ulaze u ovu sferu u jedinici vremena može pronaći sljedećom formulom:

Broj rekombiniranih iona može se dobiti ako uzmemo u obzir da se svi ioni koji ulaze u sferu rekombiniraju s pozitivnim ionima, onda se to može zapisati pomoću sljedeće formule:

Upoređujući ovaj izraz sa zakonom rekombinacije, dobijamo vrijednost za Langevinov koeficijent:

gdje - mobilnost.

Književnost

  • Hemijski enciklopedijski rječnik. Ch. urednik I. L. Knunyants, M., Sovjetska enciklopedija. 1983, str 504

vidi takođe

Bilješke (uredi)