Rekombinace (chemie)

z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Přejít na navigaci Přejít na hledání

Rekombinace je obrácený proces ionizace . Spočívá v záchytu volného elektronu iontem . Rekombinace vede ke snížení náboje iontu nebo k přeměně iontu na neutrální atom nebo molekulu. Rekombinace elektronu a neutrálního atomu (molekuly) je také možná, což vede ke vzniku záporného iontu a ve vzácnějších případech k rekombinaci záporného iontu za vzniku záporně nabitého dvou- nebo trojnásobně nabitého iontu. ion. Místo elektronu mohou v některých případech působit jiné elementární částice, například mezony , a vytvářet mezoatomy nebo mesomolekuly. V raných fázích vývoje vesmíru probíhala vodíková rekombinační reakce - tzv. éra primární rekombinace .

Rekombinace je také obrácený proces homolytického štěpení chemické vazby . Rekombinace je spojena se vznikem obyčejné kovalentní vazby v důsledku sdílení nepárových elektronů patřících různým částicím ( atomy , volné radikály )

Příklady rekombinací:

Rekombinační reakce je vysoce exotermická , vyznačuje se velmi nízkou nebo nulovou aktivační energií . Proto takové reakce probíhají za účasti třetí neutrální částice, která odvádí reakční energii:

Matematický popis

Rekombinace v médiu s přítomností heteropolárních iontů je popsána následujícím vzorcem:

tady - koncentrace kladných iontů, - koncentrace záporných iontů, Je rekombinační koeficient. Rekombinační koeficient také nazývaný Langevinův koeficient podle francouzského fyzika Paula Langevina .

Odvození Langevinova rekombinačního koeficientu

Zvažte proces rekombinace dvou iontů. Aby k aktu rekombinace došlo, musí se ionty k sobě přiblížit na vzdálenost menší, než je Debyeův poloměr . Poté, co se iont přiblíží k jinému na takovou vzdálenost, energie tepelné interakce nebude stačit k překonání elektrické síly, ke které dochází mezi ionty.

Uvažujme kouli s Debyeovým poloměrem, v jejímž středu je kladný iont. Potom počet záporných iontů vstupujících do této sféry za jednotku času lze zjistit podle následujícího vzorce:

Počet rekombinovaných iontů lze získat, pokud vezmeme v úvahu, že všechny ionty vstupující do koule se rekombinují s kladnými ionty, pak to lze zapsat pomocí následujícího vzorce:

Porovnáním tohoto výrazu s rekombinačním zákonem získáme hodnotu Langevinova koeficientu:

kde - mobilita.

Literatura

  • Chemický encyklopedický slovník. Ch. editor I. L. Knunyants, M., Sovětská encyklopedie. 1983, str. 504

viz také

Poznámky (upravit)