Ionisaatioita

Ionisaatioita ovat prosesseja, joissa atomi tai molekyyli menettää yhden tai useamman elektronin ja muuttuu ioniksi. Yleensä kyse on elektronin poistumisesta ja siten positiivisesti varautuneen ionin muodostumisesta, mutta ionisaatiosta voidaan puhuttaessa mainita myös elektronin liittyminen, jolloin syntyy negatiivisesti varautunut ioni (anionisaatio).

Ionisaation mekanismeja on useita. Fotoni-ionisaatio tapahtuu, kun fotonin energia ylittää ionisaatioenergian ja elektroni irtoaa. Elektronivaikutuksesta ionisaatio syntyy, kun korkeaenerginen elektroni törmää atomiin tai molekyyliin ja poistaa elektronin. Törmäysionisaatio (törmäysionisaatio) tarkoittaa tilannetta, jossa toinen hiukkanen törmää ja ionisoi kohteensa.

Ionisaatioenergia on energiamäärä, joka tarvitaan elektronin poistamiseen. Ensimmäinen ionisaatioenergia on yleensä pienempi kuin seuraavat, koska jäljelle jäänyt järjestelmä vaikuttaa ytimeen voimakkaammin. Molekyylien ionisaatiossa voi lisäksi esiintyä fragmentaatiota sekä monitasoista ionisointia.

Käyttökohteet ja sovellukset ovat laajat. Massaspektrometriassa näytteet ionisoidaan analysointia varten; yleisiä tekniikoita ovat elektronionisaatio (EI), elektrospray-ionisaatio (ESI) ja MALDI (matrix-assisted laser desorption/ionization). Ionisaatio on keskeinen prosessi myös astrofyysikassa ja plasmafysiikassa: kaasumassat ionisoidaan korkeissa lämpötiloissa tai säteilyaltistuksessa, jolloin muodostuu plasmaa ja tutkimuksessa voidaan tarkastella ionoitujen aineiden käyttäytymistä.