Chemi-jonizacja

Większość chemi-jonizacji zachodzi u podstawy płomienia.

Chemi-jonizacja to tworzenie jonu w wyniku reakcji atomu lub cząsteczki w fazie gazowej z atomem lub cząsteczką w stanie wzbudzonym , przy jednoczesnym tworzeniu nowych wiązań. Ten proces jest pomocny w spektrometrii mas , ponieważ tworzy unikalne prążki, które można wykorzystać do identyfikacji cząsteczek. Proces ten jest niezwykle powszechny w przyrodzie, ponieważ jest uważany za pierwotną reakcję początkową w płomieniach.

Historia

Termin chemi-jonizacja został ukuty przez Hartwella F. Calcote'a w 1948 roku w Trzecim Sympozjum na temat Zjawisk Spalania i Płomienia oraz Eksplozji. Sympozjum przeprowadziło większość wczesnych badań tego zjawiska w latach pięćdziesiątych. Większość badań na ten temat przeprowadzono w latach 60. i 70. XX wieku. Jest obecnie widoczny w wielu różnych technikach jonizacji stosowanych w spektrometrii mas.

Reakcje

Chemi-jonizacja może być reprezentowana przez

{\ Displaystyle {\ ce {G ^ {\ ast} {} + M-> M ^ {+ \ punktor} {} + e ^ {-} + G}}}

gdzie G jest gatunkiem stanu wzbudzonego (oznaczonym gwiazdką w indeksie górnym), a M jest gatunkiem, który jest zjonizowany przez utratę elektronu w celu utworzenia kationu rodnikowego (oznaczony „kropką plusa” w indeksie górnym).

Najczęstszy przykład chemi-jonizacji typu A występuje w płomieniu węglowodorowym. Reakcję można przedstawić jako

{\ Displaystyle {\ ce {O + CH -> HCO + + e ^ -}}}

Ta reakcja zachodzi w każdym płomieniu węglowodorowym i może odpowiadać za odchylenie ilości oczekiwanych jonów od równowagi termodynamicznej . Może to następnie prowadzić do chemi-jonizacji typu B, którą można przedstawić jako

{\ Displaystyle {\ ce {HCO + {} + e ^ {-} -> {\ binom {H3O +} {C3H3} }+M->M+{}+produkty}}}

Jak również

{\ Displaystyle {\ ce {CH {} + O {} + M-> CH {} + M ^ {\ AST} -> M {} + {\ matematyk {hv}}}}}

Gdzie M* oznacza metal w stanie wzbudzonym. Ta reakcja ilustruje światło generowane przez reakcję chemi-jonizacji, w wyniku której powstaje światło, które znamy z płomieni.

Implikacje astrofizyczne

Postuluje się, że chemi-jonizacja zachodzi w atmosferach bogatych w wodór otaczających gwiazdy. Ten typ reakcji doprowadziłby do powstania znacznie większej liczby wzbudzonych atomów wodoru, niż uwzględniają to niektóre modele. Wpływa to na naszą zdolność do określania właściwych właściwości optycznych atmosfer słonecznych za pomocą modelowania.

Zobacz też