Jonizacja

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Energia jonizacji niektórych czystych pierwiastków chemicznych. Piki zawierają gazy obojętne.

Jonizacja to endotermiczny proces powstawania jonów z obojętnych atomów lub cząsteczek .

Dodatnio naładowany jon powstaje, gdy elektron w cząsteczce otrzymuje energię wystarczającą do pokonania bariery potencjału , równej potencjałowi jonizacji . Z drugiej strony jon naładowany ujemnie powstaje, gdy dodatkowy elektron zostaje przechwycony przez atom, z uwolnieniem energii.

Zwyczajowo rozróżnia się dwa rodzaje jonizacji - sekwencyjną (klasyczną) i kwantową, która nie przestrzega niektórych praw fizyki klasycznej .

Jonizacja klasyczna

Aerojony oprócz tego, że są dodatnie i ujemne, dzielą się na jony lekkie, średnie i ciężkie. W postaci swobodnej (pod ciśnieniem atmosferycznym) elektron istnieje nie dłużej niż 10-7 - 10-8 sekund.

Jonizacja w elektrolitach

Elektrolity to substancje rozpuszczone w wodzie. Elektrolity obejmują rozpuszczalne sole , kwasy , wodorotlenki metali . W procesie rozpuszczania cząsteczki elektrolitu rozpadają się na kationy i aniony . Faraday , opierając się na danych uzyskanych z eksperymentów z elektrolizą , wyprowadził wzór na proporcjonalność masy m do ładunku Δq, który przeszedł przez elektrolit, lub na proporcjonalność masy m do prądu I i czasu Δt: ...

Jonizacja w gazach

Gazy składają się głównie z obojętnych cząsteczek. Jeśli jednak niektóre cząsteczki gazu są zjonizowane, gaz przewodzi prąd elektryczny. Istnieją trzy główne metody jonizacji w gazach:

  • Jonizacja termiczna - jonizacja, w której energia niezbędna do oderwania elektronu od atomu jest podawana przez zderzenia między atomami z powodu wzrostu temperatury;
  • Jonizacja polem elektrycznym - jonizacja spowodowana wzrostem wartości natężenia wewnętrznego pola elektrycznego powyżej wartości granicznej. Z tego wynika oddzielenie elektronów od atomów gazu.
  • Jonizacja przez promieniowanie jonizujące

Jonizacja kwantowa

W 1887 roku Heinrich Hertz ustalił, że elektrony mogą uciec z ciała pod wpływem światła - odkryto zjawisko efektu fotoelektrycznego . Było to niezgodne z falową teorią światła – nie wyjaśniało praw efektu fotoelektrycznego i obserwowanego rozdziału energii w widmie promieniowania elektromagnetycznego . W 1900 roku Max Planck ustalił, że ciało może absorbować lub emitować energię elektromagnetyczną tylko w specjalnych porcjach, kwantach . Dało to teoretyczne podstawy do wyjaśnienia zjawiska efektu fotoelektrycznego. Aby wyjaśnić zjawisko efektu fotoelektrycznego, Albert Einstein postawił w 1905 roku hipotezę o istnieniu fotonów jako cząstek światła, co pozwala wyjaśnić teorię kwantową - fotony, które mogą być absorbowane lub emitowane jako całość o jeden elektron, daj mu energię kinetyczną wystarczającą do pokonania siły grawitacyjnej elektronu do jądra - powstaje jonizacja kwantowa.

Metody jonizacji

Metody stosowane do jonizacji materiałów przewodzących:

Jonizacja iskrowa : ze względu na różnicę potencjałów między kawałkiem badanego materiału a inną elektrodą generowana jest iskra, która wyciąga jony z powierzchni docelowej.

Jonizacja w wyładowaniu jarzeniowym zachodzi w rozrzedzonej atmosferze gazu obojętnego (na przykład w argonie ) pomiędzy elektrodą a przewodzącym elementem próbki.

Jonizacja uderzeniowa . Jeśli jakakolwiek cząstka o masie m (elektron, jon lub cząsteczka obojętna) lecąca z prędkością V zderzy się z neutralnym atomem lub cząsteczką, wówczas energia kinetyczna lecącej cząstki może zostać wydana na akt jonizacji, jeśli ta energia kinetyczna jest nie mniejsza niż energia jonizacji ...

Zobacz też

Notatki (edytuj)