Ionización
La ionización o ionización es el proceso mediante el cual un átomo o una molécula adquieren una carga negativa o positiva al ganar o perder electrones , a menudo junto con otros cambios químicos. El átomo o molécula cargada eléctricamente resultante se llama ion . La ionización puede resultar de la pérdida de un electrón después de colisiones con partículas subatómicas , colisiones con otros átomos, moléculas e iones, o mediante la interacción con radiación electromagnética . Reacciones de escisión de enlaces heterolíticos y sustitución heterolíticapuede resultar en la formación de pares de iones. La ionización puede ocurrir a través de la desintegración radiactiva mediante el proceso de conversión interna , en el que un núcleo excitado transfiere su energía a uno de los electrones de la capa interna, lo que hace que sea expulsado.
Ejemplos cotidianos de ionización de gas son, por ejemplo, dentro de una lámpara fluorescente u otras lámparas de descarga eléctrica . También se utiliza en detectores de radiación como el contador Geiger-Müller o la cámara de ionización . El proceso de ionización se usa ampliamente en una variedad de equipos en ciencia fundamental (por ejemplo, espectrometría de masas ) y en la industria (por ejemplo, radioterapia ).
Los iones cargados negativamente se producen cuando un electrón libre choca con un átomo y posteriormente queda atrapado dentro de la barrera de potencial eléctrico, liberando cualquier exceso de energía. El proceso se conoce como ionización por captura de electrones .
Los iones cargados positivamente se producen transfiriendo una cantidad de energía a un electrón ligado en una colisión con partículas cargadas (por ejemplo, iones, electrones o positrones) o con fotones. La cantidad umbral de energía requerida se conoce como potencial de ionización . El estudio de tales colisiones es de fundamental importancia con respecto al problema de los pocos cuerpos , que es uno de los principales problemas no resueltos de la física. Experimentos cinemáticamente completos , [1] es decir, experimentos en los que se determina el vector de momento completo de todos los fragmentos de colisión (el proyectil disperso, el ión objetivo que retrocede y el electrón expulsado), han contribuido a importantes avances en la comprensión teórica de unos pocos. -Problema corporal en los últimos años.
La ionización adiabática es una forma de ionización en la que un electrón se elimina o se agrega a un átomo o molécula en su estado de energía más baja para formar un ion en su estado de energía más baja. [2]
La descarga de Townsend es un buen ejemplo de la creación de iones positivos y electrones libres debido al impacto de los iones. Es una reacción en cascada que involucra electrones en una región con un campo eléctrico suficientemente alto en un medio gaseoso que puede ionizarse, como el aire . Después de un evento de ionización original, debido a radiación ionizante, el ión positivo se desplaza hacia el cátodo , mientras que el electrón libre se desplaza hacia el ánodo.del dispositivo. Si el campo eléctrico es lo suficientemente fuerte, el electrón libre gana suficiente energía para liberar otro electrón cuando colisiona con otra molécula. Los dos electrones libres viajan luego hacia el ánodo y obtienen suficiente energía del campo eléctrico para causar la ionización por impacto cuando ocurren las próximas colisiones; y así. Esto es efectivamente una reacción en cadena de generación de electrones y depende de que los electrones libres obtengan suficiente energía entre colisiones para sostener la avalancha. [3]
