Jonizacija

Jonizacija – fizinis procesas, kurio metu atomas arba molekulė paverčiama jonu, keičiant santykį tarp protonų ir elektronų skaičių.

Procesas

Katijonas, arba jonas su teigiamu krūviu, gaunamas, kai atomo ar molekulės elektronas įgyja pakankamai energijos iš išorinio šaltinio, kad galėtų ištrūkti iš branduolio krūvio veikimo zonos. Šis procesas vadinamas teigiama jonizacija, o reikalingas energijos kiekis – jonizacijos energija.

Anijonas, arba neigiamas jonas, gaunamas, kai laisvasis elektronas susiduria su atomu ar molekule ir sulaikomas atomo elektrostatiniame lauke, tuo pačiu išsiskiriant energijai. Tai vadinama neigiama jonizacija.

Jonizacijos energija

Jonizacijos energija (kJ/mol) yra energijos kiekis, reikalingas norint iš atomo ar molekulės atimti elektroną. Labiausiai vartojama kaip atomo ar molekulės „nenoro“ atiduoti elektroną arba ryšio stiprumo tarp branduolio ir elektrono matas, ir priklauso nuo branduolio krūvio, atstumo nuo branduolio, taip pat kitų elektronų krūvių įtakos.

Cheminių elementų jonizacijos energija mažėja periodinės lentelės grupėje (stulpelyje) iš viršaus į apačią ir didėja periode (eilėje) iš kairės į dešinę.

Jonizacija klasikinėje fizikoje

Jonizacija paprastai skirstoma į nuoseklią ir nenuoseklią. Nuosekliosios jonizacijos atveju atomo ar molekulės krūvis gali pakisti tik vienu vienetu (pvz., +2 krūvio jonas gali būti sukurtas tik iš +1 arba +3 jono), ir reiškinio parametrai gali būti apibrėžiami bei apskaičiuojami, taikant klasikinę fiziką ir Boro atomo modelį. Remiantis šiuo principu, jonizacijos energija negali būti mažesnė nei energija, reikalinga peržengti įtampos barjerą.

Jonizacija kvantinėje fizikoje

Nenuoseklioji jonizacija prieštarauja klasikinės fizikos principams ir nagrinėjama kvantinėje fizikoje. Nenuoseklios jonizacijos atveju neutralaus krūvio molekulė gali iš karto virsti +2 jonu – taip atsitinka, kai veikiant kintančiam elektriniam laukui, iš molekulės ar atomo ištrūkęs elektronas įgauna papildomos energijos, ir grąžinamas į molekulę turėdamas pakankamai energijos išmušti ir antrą elektroną (smūginė jonizacija).

Jonizacijos svarba

Jonizacija svarbi dujų ir skysčių elektriniam laidumui, spinduliavimo energijos perdavime kūnams; taikoma chemijoje, fizikoje, elektronikoje.