Ionisation

L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une molécule. L'atome - ou la molécule - en perdant ou en gagnant des charges n'est plus neutre électriquement.

Catégories :

Physique atomique - Physique quantique - Thermodynamique - Électrochimie - Chimie quantique

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Définitions :

Processus durant lequel un atome ou une molécule perd ou gagne des électrons, acquérant une charge électrique ou modifiant une charge existante (source : mmfai)

L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une molécule. L'atome - ou la molécule - en perdant ou en gagnant des charges n'est plus neutre électriquement. Il est alors nommé ion.

Les applications sont nombreuses :

décontamination alimentaire
modifications des plastiques
stérilisation des matériels médicaux
étude des matériaux
etc.

Énergie de première ionisation

C'est l'énergie indispensable pour extraire le premier électron (c'est-à-dire l'électron dont l'énergie de liaison est la plus faible) de la structure atomique.

Formule générique décrivant l'ionisation à un électron : $X$ → $X + + e -$

Impact électronique

Ce type d'ionisation est fréquemment utilisé en spectrométrie de masse. Un électron émis par un filament rencontre l'atome ou la molécule et lui arrache lors du choc un de ses électrons (spectrométrie de masse).

Exemple avec le méthane : $C H 4 + e -$ → $CH_4ˆ+ + 2eˆ-$

Photo-ionisation

L'ionisation peut être réalisée par des rayonnements de longueur d'onde suffisante pour éjecter cet électron périphérique. Quand le rayonnement ionisant est constitué de photons, on parle de photoionisation. C'est par exemple ce qui se passe dans les nébuleuses planétaires.

Ionisation thermique

Si on apporte suffisamment d'énergie thermique à un gaz, son énergie moyenne peut devenir identique ou supérieure à son énergie d'ionisation. Les constituants de ce gaz peuvent par conséquent s'ioniser sous les chocs entre atome/molécule. C'est ce qui arrive dans la couronne solaire.

L'énergie moyenne d'un gaz parfait est identique à $\frac{3}{2}kT$ , ou plus exactement à $\frac{1}{2}kT$ par degré de liberté.
$k$ correspond à la constante de Boltzmann.
$T$ correspond à la température.

Ionisation chimique

C'est une réaction entre une molécule et un ion réactant. Le résultat donnera lieu a un transfert d'électrons ou à la création d'adduit.

Exemple avec une molécule $M$ :
$M + CH_5ˆ+$ → $M H + + C H 4$

Liens externes

Film pédagogique ancien, Ionisation des gaz de Maurice Françon, couleur

Notes et références

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