Ionisierung

Ionisierung bezeichnet in der Chemie und Physik den Prozess, bei dem Atome oder Moleküle Elektronen verlieren oder aufnehmen und so zu Ionen werden. Dabei ist üblicherweise Energie erforderlich, die als Ionisationsenergie bezeichnet wird. Durch Elektronenverlust entstehen positive Ionen (Kationen), durch Elektronenaufnahme negative Ionen (Anionen).

Zu den wichtigsten Wegen der Ionisierung gehören die Photoionisierung, bei der Photonen ausreichend Energie liefern, die Elektronenstoßionisierung, bei der schnelle Elektronen das Ziel ionisieren, die thermische Ionisierung bei hohen Temperaturen sowie die Elektronenaufnahme, bei der ein Elektron eingefangen wird. In der Analytik kommen spezialisierte Methoden wie die Elektronenstoßionisierung (EI) in der Gasphasen-Massenspektrometrie, die chemische Ionisierung (CI), die Elektrospray-Ionisierung (ESI) und die Matrixunterstützte Laserdesorption/Ionisation (MALDI) zum Einsatz.

Ionisierung beeinflusst grundsätzliche Eigenschaften wie Reaktivität, Spezifität, Leitfähigkeit und Fragmentierung von Proben. In vielen Bereichen ist die Ionisierung von Bedeutung, etwa für die Bildung der Ionosphäre in der Atmosphäre, für Plasmen in der Industrie und für die Umweltanalytik. Ionisierte Gase (Plasmen) entstehen, wenn ausreichend Energie vorhanden ist, um Teilchen zu ionisieren und dabei Ladungsträger erzeugt werden.

Begriffe wie Ionisationsenergie, Ionisationsquellen und Ionisationsgrad dienen der Beschreibung des Ausmaßes der Ionisierung. Die Ionisierung ist ein zentrales Konzept in Physik, Chemie und Technik und bildet die Grundlage vieler analytischer Verfahren und industrieller Prozesse.