Хемоионизация

Ионизация наиболее интенсивно происходит у основания пламени

Шаблон:Эта статья Хемоионизация (хемиионизация; Шаблон:Lang-en) — образование иона в результате реакции атома или молекулы газовой фазы с атомом или молекулой в возбуждённом состоянии, при этом также могут образовываться новые химические связи. Этот процесс чрезвычайно распространён в природе, поскольку считается основной исходной реакцией в пламени.

Терминология

В литературе 1970-х годов хемоионизация определялась как ионизация посредством формирования новых химических связей. К хемоионизации не относили реакции, в результате которых не образуются новые химические связи, в частности, ударную ионизацию к хемоионизации не относилиШаблон:Sfn. В современной литературе хемоионизация, Шаблон:Нп5 и ударная автоионизация часто рассматриваются синонимично в отношении реакций, в ходе которых при столкновении возбуждённого атома или молекулы с другим атомом или молекулой образуется промежуточный возбуждённый комплекс, который затем ионизируется с образованием продуктов, свойственных данным типам реакций. В одной из научных статей такой механизм хемоионизации описан как образование квазимолекулы с последующей её автоионизацией.

История

Впервые хемоионизация была обнаружена в 1927 году в ходе облучения кадмия светом определённых длин волн, которые превышали длину волны, при которой может происходить ионизация кадмияШаблон:Sfn. Термин «хемиионизация» возник в конце в конце 1940-х годов в исследованиях горения, пламени и взрыва. Большинство исследований по этой теме было проведено в 1960-х и 70-х годахШаблон:Нет АИ. В настоящее время хемоионизация стала одним из методов ионизации, используемых в масс-спектрометрии.

Реакции

Наиболее распространенную реакцию хемоионизации можно представить как:

$\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{H}⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}$

Эта реакция присутствует в любом углеводородном пламени и может объяснить отклонение количества ионов от термодинамического равновесия.

Затем могут происходить реакции хемоионизации B-типа:

$\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{e}{\phantom{A}}^{-}⟶(\genfrac{}{}{0ex}{}{H3O+}{C3H3})+\mathrm{M}⟶\mathrm{M}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{p}\mathrm{r}\mathrm{o}\mathrm{d}\mathrm{u}\mathrm{c}\mathrm{t}\mathrm{s}$,

а также:

$\mathrm{C}\mathrm{H}+\mathrm{O}+\mathrm{M}⟶\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{O}+\mathrm{M}{\phantom{A}}^{\ast }⟶\mathrm{M}+ℎ𝑣$,

где M* — металл в возбужденном состоянии. В ходе реакций хемоионизации выделяются кванты света, отчасти поэтому пламя светится.

Хемоионизация в пламени

Шаблон:Дополнить раздел Горение углеводородов сопровождается ионизацией пламени посредством хемоионизации, в результате чего в пламени возникает высокая концентрация заряжённых частиц. Данный факт позволяет воздействовать на пламя посредством внешнего электрического поля.

Литература

• Шаблон:Источник информации