Ionisierter

Ionisierter beschreibt den Zustand von Materie, bei dem Elektronen aus Atomen oder Molekülen entfernt wurden, sodass positive Ionen und freie Elektronen existieren. Ionisierung verändert chemische Eigenschaften, Spektren und die elektrische Leitfähigkeit des Materials. Ionisierte Materie kommt besonders in Plasmen vor, in heißen Gasen oder in Umgebungen mit starker Strahlung.

Ionisierung entsteht durch Energiezufuhr, die die Elektronenbindung überwindet. Wichtige Wege sind Photoionisierung, bei der Photonen ausreichender Energie Elektronen aus dem Atom lösen, Kollisionsionisierung durch schnelle Teilchenkollisionen (z. B. Elektronenstoß), und thermische Ionisierung bei hohen Temperaturen. Die für die Entfernung eines Elektrons benötigte Energie, die Ionisationsenergie, variiert stark zwischen denElementen (beispielsweise beträgt die erste Ionisationsenergie von Wasserstoff etwa 13,6 Elektronenvolt).

Der Anteil der Atome, der ionisiert ist, wird als Ionisationsgrad bezeichnet. Bei hohem Ionisationsgrad spricht man von Plasma, einem Zustand, in dem frei bewegliche Elektronen und Ionen leitend wirken und das Verhalten von elektromagnetischen Feldern stark beeinflusst.

Anwendungen und Beispiele reichen von Naturphänomenen bis zur Technik. In der Astronomie formen ionisierte Gaswolken, so genannte H II-Regionen, das Spektrum sternder Umgebung und spielen eine Rolle in der Sternentstehung. In der Analytischen Chemie dient Ionisierung als Vorstufe in Massenspektrometrie, etwa durch Elektronenstoß- oder Elektrospray-Ionisation. In der Technik werden Plasmen und ionisierte Gase in Fertigungsprozessen genutzt, zum Beispiel in der Oberflächenbehandlung, Abgasreinigung und Lichtbogenanwendungen.