Elektroionisierung

Elektroionisierung bezeichnet das Ionisieren von Atomen oder Molekülen durch elektrische Energie, sodass Elektronen aus dem Molekül herausgelöst werden und positiv geladene Ionen entstehen. Der Begriff umfasst verschiedene Prozesse, die durch elektrische Felder, Strom oder Elektronenströme in Gasen, Flüssigkeiten oder Festkörpern angestoßen werden.

Zu den wichtigsten Mechanismen gehören der Elektronenstoßionsprozess, bei dem beschleunigte Elektronen auf Moleküle treffen und Elektronen abtragen; die Felddionisierung, die in sehr starken Feldern stattfindet und oft durch Tunnel- oder Überbarriereprozesse zur Ionisierung führt; sowie Entladungsprozesse in Gasen, etwa Korona- oder Funkenentladungen, bei denen Ionen gebildet werden. In Festkörpern kann das elektrische Feld die Ionisierung erleichtern oder Oberflächenreaktionen auslösen, die zur Bildung von Ionen führen. In vielen Anwendungen treten Mischformen dieser Mechanismen auf, etwa in Gasphasenplasmen oder in analytischen Instrumenten.

Anwendungen finden sich vor allem in der Analytischen Chemie und Physik. In der Massenspektrometrie sind elektroionisierte Quellen weit verbreitet: Elektronenstoßionisierung liefert oft eine deutliche Fragmentierung der Probe, während sanftere elektrospray- oder andere elektrochemische Ionisierungsmethoden große Moleküle schonender in das Gasphase-Ionensystem überführen. Elektroionisierung kommt auch in Plasmen, Hochspannungs- und Gasentladungsprozessen sowie in der atmosphärischen Chemie vor, wo ionisierte Teilchen eine zentrale Rolle spielen.

Sicherheitshinweise betreffen den Umgang mit hohen Spannungen, Entladungen in Gasen sowie die Reaktivität der erzeugten Ionen und Plasmen.