Рекомбинация (химия)

От Уикипедия, свободната енциклопедия
Отидете на навигация Отидете на търсене

Рекомбинацията е обратен процес на йонизация . Състои се в улавяне на свободен електрон от йон . Рекомбинацията води до намаляване на заряда на йон или до превръщане на йон в неутрален атом или молекула. Възможна е и рекомбинация на електрон и неутрален атом (молекула), водеща до образуване на отрицателен йон, а в по-редки случаи и до рекомбинация на отрицателен йон с образуване на дву- или трикратно зареден отрицателен йон. Вместо електрон в някои случаи могат да действат други елементарни частици, например мезони , създавайки мезоатоми или мезомолекули. В ранните етапи на развитието на Вселената е протекла реакция на водородна рекомбинация - така наречената ера на първична рекомбинация .

Също така, рекомбинацията е обратният процес на хомолитично разцепване на химическа връзка . Рекомбинацията е свързана с образуването на обикновена ковалентна връзка поради споделянето на несдвоени електрони, принадлежащи на различни частици ( атоми , свободни радикали )

Примери за рекомбинация:

Рекомбинационната реакция е силно екзотермична и се характеризира с много ниска или нулева енергия на активиране . Следователно такива реакции протичат с участието на трета неутрална частица, която отвежда реакционната енергия:

Математическо описание

Рекомбинация в среда с присъствието на хетерополярни йони се описва със следната формула:

тук - концентрацията на положителни йони, - концентрация на отрицателни йони, Коефициентът на рекомбинация е. Коефициент на рекомбинация наричан още коефициент на Ланжевен, на името на френския физик Пол Ланжевен .

Извличане на коефициента на рекомбинация на Ланжевен

Помислете за процеса на рекомбинация на два йона. За да се случи актът на рекомбинация, йоните трябва да се приближат един до друг на разстояние, по-малко от радиуса на Дебай . След като един йон се приближи до друг на такова разстояние, енергията на топлинното взаимодействие няма да бъде достатъчна, за да преодолее електрическата сила, която възниква между йоните.

Да разгледаме сфера с радиус на Дебай, в центъра на която има положителен йон. Тогава броят на отрицателните йони, влизащи в тази сфера за единица време, може да се намери по следната формула:

Броят на рекомбинираните йони може да се получи, ако вземем предвид, че всички йони, влизащи в сферата, се рекомбинират с положителни йони, тогава това може да се запише със следната формула:

Сравнявайки този израз със закона за рекомбинация, получаваме стойността за коефициента на Ланжевен:

където - мобилност.

литература

  • Химически енциклопедичен речник. гл. редактор I. L. Knunyants, M., Съветска енциклопедия. 1983, стр. 504

Вижте също

Бележки (редактиране)