Ionizace

z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Přejít na navigaci Přejít na hledání
Ionizační energie některých čistých chemických prvků. Vrcholy obsahují inertní plyny.

Ionizace je endotermický proces tvorby iontů z neutrálních atomů nebo molekul .

Kladně nabitý iont se vytvoří, pokud elektron v molekule přijme dostatek energie k překonání potenciální bariéry , která se rovná ionizačnímu potenciálu . Záporně nabitý iont na druhé straně vzniká, když je atomem zachycen další elektron, přičemž se uvolňuje energie.

Je obvyklé rozlišovat dva typy ionizace - sekvenční (klasickou) a kvantovou, která se neřídí některými zákony klasické fyziky .

Klasická ionizace

Aeroionty , kromě toho, že jsou pozitivní a negativní, se dělí na lehké, střední a těžké ionty. Ve volné formě (při atmosférickém tlaku) existuje elektron ne déle než 10 -7 - 10 -8 sekund.

Ionizace v elektrolytech

Elektrolyty jsou látky rozpuštěné ve vodě. Elektrolyty zahrnují rozpustné soli , kyseliny , hydroxidy kovů . V procesu rozpouštění se molekuly elektrolytu rozkládají na kationty a anionty . Faraday , spoléhal se na data získaná z experimentů s elektrolýzou , odvodil vzorec o úměrnosti hmotnosti m k náboji Δq, který prošel elektrolytem, ​​nebo o úměrnosti hmotnosti m k proudu I a času Δt: ...

Ionizace v plynech

Plyny jsou většinou složeny z neutrálních molekul. Pokud jsou však některé molekuly plynu ionizovány, plyn vede elektrický proud. Existují tři hlavní způsoby ionizace plynů:

  • Tepelná ionizace - ionizace, při které je potřebná energie pro odtržení elektronu od atomu dána srážkami mezi atomy v důsledku zvýšení teploty;
  • Ionizace elektrickým polem - ionizace v důsledku zvýšení hodnoty síly vnitřního elektrického pole nad mezní hodnotu. Z toho vyplývá oddělení elektronů od atomů plynu.
  • Ionizace ionizujícím zářením

Kvantová ionizace

V roce 1887 Heinrich Hertz zjistil, že elektrony mohou unikat z těla působením světla - byl objeven fenomén fotoelektrického jevu . To bylo v rozporu s vlnovou teorií světla – nedokázala vysvětlit zákony fotoelektrického jevu a pozorovanou separaci energie ve spektru elektromagnetického záření . V roce 1900 Max Planck zjistil, že tělo může absorbovat nebo emitovat elektromagnetickou energii pouze ve speciálních částech, kvantech . To poskytlo teoretický základ pro vysvětlení jevů fotoelektrického jevu. K vysvětlení jevů fotoelektrického jevu předložil Albert Einstein v roce 1905 hypotézu o existenci fotonů jako částic světla, která umožňuje vysvětlit kvantovou teorii - fotony, které jsou schopny absorbovat nebo emitovat jako celku o jeden elektron, dát mu dostatečnou kinetickou energii k překonání gravitační síly elektronu na jádro - vzniká kvantová ionizace.

Ionizační metody

Metody používané k ionizaci vodivých materiálů:

Jiskrová ionizace : v důsledku rozdílu potenciálu mezi kusem testovaného materiálu a jinou elektrodou se vytvoří jiskra , která vytáhne ionty z cílového povrchu.

K ionizaci v doutnavém výboji dochází ve zředěné atmosféře inertního plynu (například v argonu ) mezi elektrodou a vodivou částí vzorku.

Dopadová ionizace . Pokud se jakákoli částice o hmotnosti m (elektron, ion nebo neutrální molekula) letící rychlostí V srazí s neutrálním atomem nebo molekulou, pak lze kinetickou energii letící částice vynaložit na ionizační akt, pokud tato kinetická energie není menší než ionizační energie...

viz také

Poznámky (upravit)