Ionizacija

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Energija ionizacije nekih čistih kemijskih elemenata. Vrhovi sadrže inertne plinove.

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

Pozitivno nabijeni ion nastaje ako elektron u molekuli primi dovoljno energije da prevlada potencijalnu barijeru , jednaku ionizacijskom 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 pokorava nekim zakonima klasične fizike .

Klasična ionizacija

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

Ionizacija u elektrolitima

Elektroliti su tvari otopljene u vodi. Elektroliti uključuju topljive soli , kiseline , metalne hidrokside . U procesu otapanja, molekule elektrolita se raspadaju na katione i anione . Faraday je , oslanjajući se na podatke dobivene 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 plinovima

Plinovi se većinom sastoje od neutralnih molekula. Međutim, ako su neke od molekula plina ionizirane, plin provodi električnu struju. Postoje tri glavne metode ionizacije u plinovima:

  • Toplinska ionizacija – ionizacija kod koje se potrebnu energiju za odvajanje elektrona od atoma daje sudarima između atoma uslijed povećanja temperature;
  • Ionizacija električnim poljem - ionizacija zbog povećanja vrijednosti jakosti unutarnjeg električnog polja iznad granične vrijednosti. Iz toga slijedi odvajanje elektrona od atoma plina.
  • Ionizacija ionizirajućim zračenjem

Kvantna ionizacija

Heinrich Hertz je 1887. ustanovio da elektroni mogu pobjeći iz tijela pod djelovanjem svjetlosti – otkriven je fenomen fotoelektričnog efekta . To nije bilo u skladu s valnom teorijom svjetlosti - nije mogla objasniti zakone fotoelektričnog efekta i opaženo odvajanje energije u spektru elektromagnetskog zračenja . 1900. Max Planck je ustanovio da tijelo može apsorbirati ili emitirati elektromagnetsku energiju samo u posebnim dijelovima, kvantima . To je dalo teoretsku osnovu za objašnjenje fenomena fotoelektričnog efekta. Da bi objasnio fenomen fotoelektričnog efekta, Albert Einstein je 1905. godine iznio hipotezu o postojanju fotona kao čestica svjetlosti, što omogućuje objašnjenje kvantne teorije - fotona, koji se mogu apsorbirati ili emitirati kao cijeli jedan elektron, dati mu dovoljnu kinetičku energiju da svlada gravitacijsku silu elektrona na jezgru – nastaje kvantna ionizacija.

Metode ionizacije

Metode koje se koriste za ioniziranje vodljivih materijala:

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

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

Udarna ionizacija . Ako se bilo koja čestica mase m (elektron, ion 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 ionizacije...

vidi također

Bilješke (uredi)