Хемиионизация - Chemi-ionization

Не путать с химическая ионизация.

Большая часть хемиионизации происходит в основании пламени.

Хемиионизация это формирование ион через реакцию газовой фазы атом или же молекула с атомом или молекулой в возбужденное состояние а также создание новых облигаций.^[1][2] Этот процесс полезен в масс-спектрометрии потому что он создает уникальные полосы, которые можно использовать для идентификации молекул.^[3] Этот процесс чрезвычайно распространен в природе, поскольку считается первичной начальной реакцией пламени.

История

Термин хемиионизация был введен Хартвеллом Ф. Калкотом в 1948 году на Третьем симпозиуме по явлениям горения, пламени и взрыва.^[4] Симпозиум провел большую часть первых исследований этого явления в 1950-х годах. Большинство исследований по этой теме проводилось в 60-70-е годы. В настоящее время это наблюдается во многих различных методах ионизации, используемых в масс-спектрометрии.^[5][6]

Реакции

Хемиионизацию можно представить как

${displaystyle {ce {G^{ast }{}+M->M^{+ullet }{}+e^{-}{}+G}}}$

где G - возбужденное состояние виды (обозначены звездочкой с надписями), а M - это виды, которые ионизируются при потере электрон сформировать радикальный катион (обозначается суперскриптованной "плюс-точкой").

Наиболее распространенный пример хемиионизации A-типа происходит в углеводородном пламени. Реакцию можно представить как

${displaystyle {ce {O + CH -> HCO+ + e^-}}}$ ^[7]

Эта реакция присутствует в любом углеводородном пламени и может объяснить отклонение ожидаемого количества ионов от термодинамическое равновесие.^[8] Это может затем привести к хемиионизации B-типа, которая может быть представлена ​​как

${displaystyle {ce {HCO+{}+e^{-}->{inom {H3O+}{C3H3}}+M->M+{}+products}}}$

А также

${displaystyle {ce {CH{}+O{}+M->CHO{}+M^{ast }->M{}+{mathit {hv}}}}}$

Где M * представляет металл в возбужденном состоянии. Эта реакция иллюстрирует свет, генерируемый реакцией хемиионизации, в результате чего получается свет, который мы знаем от пламени.^[9]

Астрофизические последствия

Было высказано предположение, что хемиионизация происходит в богатой водородом атмосфере, окружающей звезды. Этот тип реакции приведет к гораздо большему количеству возбужденных атомов водорода, чем учитывают некоторые модели. Это влияет на нашу способность определять надлежащие оптические качества солнечной атмосферы с помощью моделирования.^[10]

Смотрите также

• Ионизация Пеннинга
• Ассоциативная ионизация
• Зарядно-обменная ионизация

Рекомендации

1. ИЮПАК, Сборник химической терминологии 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–2006 гг.) "хемиионизация ". Дои:10.1351 / goldbook.C01044 C01044
2. Ключарев, А. Н. (1993), "Процессы хемиионизации", Успехи физики, 36 (6): 486, Bibcode:1993PhyU ... 36..486K, Дои:10.1070 / PU1993v036n06ABEH002162
3. Дайк, Джон М .; Шоу, Эндрю М .; Райт, Тимоти Г. (1994). "Изучение реакций хемиионизации в реакционной смеси O + 2-бутина". Журнал физической химии. 98 (25): 6327–6331. Дои:10.1021 / j100076a016. ISSN  0022-3654.
4. Калкот, Хартвелл Ф. (1948). «Электрические свойства пламени». Симпозиум по явлениям горения, пламени и взрыва. 3 (1): 245–253. Дои:10.1016 / S1062-2896 (49) 80033-X. HDL:2027 / uva.x030313059. ISSN  1062-2896.
5. Чен, Ли Чуин; Ю, Жан; Хираока, Кензо (2010). «Обнаружение паровой фазы перекиси водорода с помощью масс-спектрометрии с химической / химической ионизацией из окружающей среды». Аналитические методы. 2 (7): 897. Дои:10.1039 / c0ay00170h. ISSN  1759-9660.
6. Мейсон, Род С .; Уильямс, Дилан Р .; Mortimer, Ifor P .; Митчелл, Дэвид Дж .; Ньюман, Карла (2004). «Ионообразование на границе между источником ионов с быстрым потоком тлеющего разряда и квадрупольным масс-спектрометром». Журнал аналитической атомной спектрометрии. 19 (9): 1177. Дои:10.1039 / b400563p. ISSN  0267-9477.
7. Vinckier, C .; Гарднер, Майкл П .; Байес, Кайл Д. (1977). «Исследование хемиионизации в реакции атомов кислорода с ацетиленом». Журнал физической химии. 81 (23): 2137–2143. Дои:10.1021 / j100538a001. ISSN  0022-3654.
8. Fontijn, A .; Miller, W.J .; Хоган, Дж. М. (1965). «Хемиионизация и хемилюминесценция в реакции атомарного кислорода с C2H2, C2D2 и C2H4». Симпозиум (международный) по горению. 10 (1): 545–560. Дои:10.1016 / S0082-0784 (65) 80201-6. ISSN  0082-0784.
9. Сагден Т. М. (1962). «Возбужденные виды в огне». Ежегодный обзор физической химии. 13 (1): 369–390. Bibcode:1962ARPC ... 13..369S. Дои:10.1146 / annurev.pc.13.100162.002101. ISSN  0066-426X.
10. Михайлов, Анатолий А .; Игнятович, Любинко М .; Срекович, Владимир А .; Димитриевич, Милан С. (2011). «ХИМИИОНИЗАЦИЯ В СОЛНЕЧНОЙ ФОТОСФЕРЕ: ВЛИЯНИЕ НА НАСЕЛЕНИЕ ВОЗБУЖДЕННЫХ СОСТОЯНИЙ АТОМА ВОДОРОДА». Серия дополнений к астрофизическому журналу. 193 (1): 2. arXiv:1105.2134. Bibcode:2011ApJS..193 .... 2M. Дои:10.1088/0067-0049/193/1/2. ISSN  0067-0049.