йонизация

От Уикипедия, свободната енциклопедия
Отидете на навигация Отидете на търсене
Йонизационна енергия на някои чисти химични елементи. Пиковете съдържат инертни газове.

Йонизацията е ендотермичен процес на образуване на йони от неутрални атоми или молекули .

Положително зареден йон се образува, ако електрон в молекула получи достатъчно енергия, за да преодолее потенциална бариера , равна на йонизационния потенциал . Отрицателно зареден йон, от друга страна, се образува, когато допълнителен електрон бъде уловен от атом, с освобождаване на енергия.

Обичайно е да се прави разлика между два вида йонизация - последователна (класическа) и квантова, която не се подчинява на някои закони на класическата физика .

Класическа йонизация

Аероионите , освен че са положителни и отрицателни, се делят на леки, средни и тежки йони. В свободна форма (при атмосферно налягане) електронът съществува за не повече от 10 -7 - 10 -8 секунди.

Йонизация в електролити

Електролитите са вещества, разтворени във вода. Електролитите включват разтворими соли , киселини , метални хидроксиди . В процеса на разтваряне молекулите на електролита се разпадат на катиони и аниони . Фарадей , разчитайки на данните, получени от експерименти с електролиза , изведе формула за пропорционалността на масата m спрямо заряда Δq, който преминава през електролита, или за пропорционалността на масата m спрямо тока I и времето Δt: ...

Йонизация в газове

Газовете се състоят предимно от неутрални молекули. Въпреки това, ако някои от молекулите на газа са йонизирани, газът провежда електрически ток. Има три основни метода за йонизация в газове:

  • Термична йонизация – йонизация, при която необходимата енергия за отделяне на електрон от атом се дава от сблъсъци между атоми поради повишаване на температурата;
  • Йонизация чрез електрическо поле - йонизация поради увеличаване на стойността на силата на вътрешното електрическо поле над граничната стойност. От това следва отделянето на електрони от газови атоми.
  • Йонизация чрез йонизиращо лъчение

Квантова йонизация

През 1887 г. Хайнрих Херц установява, че електроните могат да избягат от тялото под действието на светлината – открит е феноменът на фотоелектричния ефект . Това беше в противоречие с вълновата теория на светлината - не можеше да обясни законите на фотоелектричния ефект и наблюдаваното разделяне на енергията в спектъра на електромагнитното излъчване . През 1900 г. Макс Планк установява, че тялото може да абсорбира или излъчва електромагнитна енергия само в специални части, кванти . Това предостави теоретична основа за обяснение на явленията на фотоелектричния ефект. За да обясни явленията на фотоелектричния ефект, през 1905 г. Алберт Айнщайн излага хипотеза за съществуването на фотони като частици светлина, което дава възможност да се обясни квантовата теория - фотоните, които могат да се абсорбират или излъчват като цяло от един електрон, му придайте достатъчно кинетична енергия, за да преодолее гравитационната сила на електрона към ядрото - възниква квантова йонизация.

Йонизационни методи

Методи, използвани за йонизиране на проводими материали:

Искрова йонизация : поради потенциалната разлика между парче от тестовия материал и друг електрод се генерира искра , която изтегля йони от целевата повърхност.

Йонизацията в светещ разряд се случва в разредена атмосфера на инертен газ (например в аргон ) между електрод и проводяща част от пробата.

Ударна йонизация . Ако някоя частица с маса m (електрон, йон или неутрална молекула), летяща със скорост V, се сблъска с неутрален атом или молекула, тогава кинетичната енергия на летящата частица може да бъде изразходвана за йонизационния акт, ако тази кинетична енергия е не по-малка от йонизационна енергия...

Вижте също

Бележки (редактиране)