ionierung

Die Ionisierung bezeichnet in der Chemie und Physik den Prozess, bei dem neutrale Atome oder Moleküle Elektronen verlieren oder, seltener, aufnehmen. In den meisten Kontexten bedeutet Ionisierung den Verlust von Elektronen, wodurch positive Ionen entstehen; die Elektronenaufnahme wird meist als Anionisierung bezeichnet. Ionisierung erfordert Zufuhr ausreichender Energie, die als Ionisationsenergie oder Erstionisationsenergie bezeichnet wird. Die benötigte Energie hängt vom Element, vom Zustand und von der Umgebung ab und bestimmt, wie leicht ein Atom ionisiert werden kann. In Gasen ist die Ionisierung oft der erste Schritt zur Bildung von Plasmen.

Zu den häufigen Ionisierungsprozessen gehören: Photoionisierung, bei der Photonen (typischerweise UV- oder Röntgenstrahlung) Elektronen aus dem Atom lösen; Elektronenstoßionisierung, bei der Kollision mit einem Elektron oder anderen Teilchen das Elektron herausschlägt; Feldionisierung, bei der ein starkes elektrisches Feld das Elektron aus dem Atom tunneln lässt; thermische Ionisierung durch hohe Temperaturen; Autoionisierung in angeregten Zuständen. Wichtige Größen sind der Ionisationsquerschnitt, der angibt, wie wahrscheinlich ein Prozess ist, sowie der Ionisationsgrad, der den Anteil der ionisierten Spezies beschreibt.

Ionisierung ist eine zentrale Voraussetzung für die Bildung von Plasmen und spielt eine wichtige Rolle in der Spektroskopie, Massenspektrometrie, der Halbleitertechnik und der Astrophysik. Anwendungen reichen von der Analyse chemischer Zusammensetzungen bis hin zu Technologien wie Flachbildschirmen, Laser- und Röntgentechnik.

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