Ionizatsiya

Magnitosfera bo'ylab harakatlanadigan quyosh shamoli Yerning termosferasi yoki ekzosferasidagi zaryadlangan zarrachalarning harakatini o'zgartiradi va bu zarralarning ionlashuvi natijasida ular turli rangdagi yorug'lik chiqaradi va shu bilan qutb mintaqalari yaqinida auroralarni (shimol yog'dusini) hosil qiladi.

Ionizatsiya (yoki ionlanish ) atom yoki molekula elektron olish yoki yo'qotish orqali, ko'pincha boshqa kimyoviy o'zgarishlar bilan birgalikda salbiy yoki musbat zaryad olish jarayonidir. Olingan elektr zaryadlangan atom yoki molekula ion deyiladi. Ionlanish subatomik zarralar bilan to'qnashuvdan keyin elektronni yo'qotish, boshqa atomlar, molekulalar va ionlar bilan to'qnashuv yoki elektromagnit nurlanish bilan o'zaro ta'sir qilish natijasida yuzaga kelishi mumkin.

Asosan gamma nurlanishlar va rentgen nurlari ionlashtiruvchi elektromagnit nurlanishlar hisoblanadi

Geterolitik bog'lanishning ajralishi va geterolitik o'rnini bosish reaktsiyalari natijasida ion juftlari paydo bo'lishi mumkin. Ionizatsiya ichki konversiya jarayoni orqali radioaktiv parchalanish orqali sodir bo'lishi mumkin, bunda qo'zg'atilgan yadro o'z energiyasini ichki qobiq elektronlaridan biriga o'tkazadi va bu uning chiqarilishiga olib keladi.

Foydalanilishi

Gazni ionlashning kundalik misollari, masalan, lyuminestsent chiroq yoki boshqa elektr deşarj lampalarida. Bundan tashqari, u Geiger-Myuller hisoblagichi yoki ionlash kamerasi kabi radiatsiya detektorlarida ham qo'llaniladi. Ionlash jarayoni fundamental fanda (masalan, mass-spektrometriya ) va sanoatda (masalan, radiatsiya terapiyasi ) turli jihozlarda keng qo'llaniladi.

Ionlashtirish jarayoni Elektromagnit nurlarda 3 xil yo'l bilan sodir bo'ladi 1.fotoeffekt,2.kompton effekti 3 pozitron elektron jufti hosil bo'lishi

Ionlarni vujudga kelishi

Ikki elektrod o'rtasida hosil bo'lgan elektr maydonida ko'chki effekti. Dastlabki ionlanish hodisasi bitta elektronni chiqaradi va har bir keyingi to'qnashuv yana bir elektronni chiqaradi, shuning uchun har bir to'qnashuvdan ikkita elektron paydo bo'ladi: ionlashtiruvchi elektron va bo'shatilgan elektron.

Manfiy zaryadlangan ionlar erkin elektron atom bilan to'qnashganda hosil bo'ladi va keyinchalik elektr potentsial to'sig'i ichida qolib, ortiqcha energiyani chiqaradi. Jarayon elektron tutib ionlash deb nomlanadi.Neytral atom yoki molekuladan ko'proq elektronga ega bo'lgan kimyoviy turlar anion deb ataladi va uning aniq zaryadi manfiydir. Qarama-qarshi holatda, u kamroq elektronga ega bo'lsa, u kation deb ataladi va uning aniq zaryadi musbat bo'ladi.

Musbat zaryadlangan ionlar zaryadlangan zarralar (masalan, ionlar, elektronlar yoki pozitronlar) yoki fotonlar bilan to'qnashuvda energiya miqdorini bog'langan elektronga o'tkazish orqali hosil bo'ladi. Kerakli energiyaning chegara miqdori ionlanish potentsiali deb nomlanadi. Bunday to'qnashuvlarni o'rganish fizikaning hal qilinmagan asosiy muammolaridan biri bo'lgan oz sonli jismlar muammosi uchun fundamental ahamiyatga ega. Kinematik jihatdan tugallangan tajribalar , ya'ni barcha to'qnashuv bo'laklarining to'liq impuls vektori (tarqalgan snaryad, orqaga qaytuvchi maqsad-ion va chiqarilgan elektron) aniqlangan tajribalar, bir nechta to'qnashuvlarni nazariy tushunishda katta yutuqlarga erishdi. - so'nggi yillarda tanadagi muammo.

Adiabatik ionlanish

Townsend razryadi ion ta'sirida ijobiy ionlar va erkin elektronlar hosil bo'lishiga yaxshi misoldir. Bu havo kabi ionlanishi mumkin bo'lgan gaz muhitida etarlicha yuqori elektr maydoniga ega bo'lgan mintaqadagi elektronlar ishtirokidagi kaskad reaktsiyasi. Ionlashtiruvchi nurlanish kabi asl ionlanish hodisasidan so'ng, musbat ion katod tomon siljiydi, erkin elektron esa qurilma anodiga qarab siljiydi. Agar elektr maydoni etarlicha kuchli bo'lsa, erkin elektron boshqa molekula bilan to'qnashganda keyingi elektronni chiqarish uchun etarli energiya oladi. Keyin ikkita erkin elektron anod tomon harakatlanadi va keyingi to'qnashuvlar sodir bo'lganda zarba ionlanishini keltirib chiqarish uchun elektr maydonidan etarli energiya oladi; va hokazo. Bu elektron hosil bo'lishining samarali zanjirli reaktsiyasi bo'lib, ko'chkini ushlab turish uchun to'qnashuvlar o'rtasida etarli energiyaga ega bo'lgan erkin elektronlarga bog'liq.

Atomlarning ionlanish energiyasi

Neytral elementlarning ionlanish energiyalari (104 dan ortiq bashorat qilingan)

Atomlarning ionlanish energiyasi tendentsiyasi ko'pincha atomlarning atom raqamiga nisbatan davriy xatti-harakatlarini ko'rsatish uchun ishlatiladi, bu Mendeleev jadvalidagi atomlarni tartiblash orqali umumlashtiriladi. Bu to'lqin funktsiyalari yoki ionlanish jarayonining tafsilotlariga kirmasdan, atom orbitallarida elektronlarning tartibini o'rnatish va tushunish uchun qimmatli vositadir. Misol o'ngdagi rasmda keltirilgan. Noyob gaz atomlaridan keyin ionlanish potentsialining davriy keskin pasayishi, masalan, gidroksidi metallarda yangi qobiq paydo bo'lishidan dalolat beradi. Bundan tashqari, chapdan o'ngga ketma-ket harakatlanadigan ionlanish energiya uchastkasidagi mahalliy maksimallar s, p, d va f pastki qobiqlarni ko'rsatadi.

Ionlanishning yarim klassik tavsifi

Klassik fizika va atomning Bor modeli fotoionlanish va to'qnashuv vositasida ionlanishni sifat jihatidan tushuntirishi mumkin. Bunday hollarda, ionlanish jarayonida elektronning energiyasi u o'tmoqchi bo'lgan potentsial to'siqning energiya farqidan oshib ketadi. Yarim klassik tavsif tunnel ionlanishini tasvirlab bera olmaydi, chunki jarayon elektronning klassik taqiqlangan potentsial to'siqdan o'tishini o'z ichiga oladi. onlanish energiyasini quyidagicha o'lchash mumkin:

• Atom boshiga elektron-volts (eV / atom)
• Bir mol uchun kilokaloriya (kkal / mol)
• Bir mol uchun kilojul (KJ / mol)
• Ionlash potentsiali - bu elektronni ishga tushirish uchun zarur bo'lgan voltsdagi (V) potentsial.