Іонізація
Іоніза́ція, рідше йоніза́ція — утворення електрично заряджених частинок — вільних електронів та іонів з електрично нейтральних частинок середовища. Може здійснюватися шляхом відриву від атому, що входить до складу молекулярної частинки, одного або декількох електронів з утворенням іона або за рахунок переходу електрона (електронів) від однієї частинки до іншої з набуттям ними зарядів.
Загальний опис
Вiдрив вiд хімічної частинки чи атома одного або кiлькох електронiв з утворенням позитивного іона (в електрохімiчних процесах, пiд впливом іонiзуючого випромiнення). Втрата електрона одно-, дво- і більше зарядними катіонами називається вторинною, третинною і т. д. іонізацією (ця термінологія використовується зокрема в мас-спектрометрії).
Процес переходу електрона (електронiв) вiд однiєї хімічної частинки до iншої з набуттям частинками зарядiв (стосується таких частинок, що утворились при дисоцiацiї нейтральної молекули), при цьому утворюються як вiльнi іони, такi рiзнi типи іонних пар. Може відбуватись пiд дiєю розчинника та в результатi гетеролiтичних реакцiй. Термiн не є синонiмом дисоцiацiї, хоч часто використовується в цьому значеннi.
Ступінь іонізації — відношення числа іонів до числа нейтральних частинок в одиниці об'єму.
Енергія, необхідна для відриву електрона, називається енергією іонізації.
Потенціал іонізації — фізична величина, що визначається відношенням енергії, необхідної для одноразової іонізації атома (молекули), до заряду електрона; характеризує міцність зв'язку електрона.
Іонізація в електролітах відбувається в результаті розчинення при розпаді молекул розчиненої речовини на іони (електролітична дисоціація);
Іонізація в газах — в результаті відриву від атома або молекули одного або декількох електронів під впливом зовнішніх чинників;
Іонізація в твердих тілах — в результаті переходу електронів з валентної зони або з домішкових рівнів в зону провідності. Іонізація викликається дією світла (фотоіонізація), електронним ударом (ударна іонізація), тепловим рухом (термоіонізація), дією електричного поля та ін.
Мультифотонна іонізація — у мас-спектрометрії — процес, при якому атом чи молекула та співiснуючі з ними іони мають енергетичні стани, що відповідають двом або більше поглинутим фотонам.
Квантова іонізація
У 1887 році Генріх Герц встановив, що під дією світла з тіла можуть вириватися електрони — було відкрито явище фотоефекту. Це не узгоджувалося з хвильовою теорією світла - вона не змогла пояснити закони фотоефекту і спостережуване розділення енергії в спектрі електромагнітного випромінювання. У 1900 році Макс Планк встановив, що тіло може поглинати або випромінювати електромагнітну енергію тільки спеціальними порціями, квантами. Це дало теоретичну основу для пояснення явищ фотоефекту. Щоб пояснити явища фотоефекту, в 1905 році Альберт Ейнштейн висунув гіпотезу про існування фотонів як частинок світла, що дозволяє пояснити квантову теорію - фотони, які здатні поглинатися або випромінюватися як ціле одним електроном, надають йому достатню кінетичну енергію для подолання сили тяжіння електрона до ядра - виникає квантова іонізація.
Іонізація бомбардуванням швидкими атомами
Іонізація будь-яких частинок, викликана взаємодією зразка (який може бути в розчині або в твердій матриці) і пучка нейтральних атомів з високою трансляційною енергією.
Вертикальна йонізація
Процес, при якому електрон видаляється з молекули в її основному чи збудженому стані настільки швидко, що геометрія йона залишається такою, якою була в молекули. Утворений іон часто знаходиться у збудженому стані.
Вертикальний потенцiал йонiзацiї — енергiя, яку потрiбно затратити, щоб вiдняти вiд хімiчної частинки електрон за умови збереження нею початкової конфiгурацiї. Така енергія є більшою за адіабатну енергію йонізації або рівною їй.
Дотичні терміни
Іонізуючий (рос. ионизирующий, англ. аionizing, нім. ionisierend, ionisiere) — той, що спричиняє іонізацію; іонізуюче випромінювання — потоки електромагнітних хвиль або частинок речовини, що здатні при взаємодії з речовиною утворювати в ній іони. До іонізуючого випромінення відносять альфа-, бета-, гамма-проміння, рентгенівське (пулюєве) проміння.
Іонізаційний, (рос. ионизационный, англ. ionization, ionizing, ionic, нім. Ionisation) — пов'язаний з іонізацією (наприклад, і-на камера, і-ний манометр, і-ний вакуумметр тощо).
Див. також
Література
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
- Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0