ionisaatioreaktion

Ionisaatioreaktio on kemiallinen reaktio, jossa atomi tai molekyyli menettää tai vastaanottaa elektroneja, jolloin siitä muodostuu ioni. Ionisaatio on energian tarve tai sen vapautuminen, ja sen seurauksena neutraali eliö muuttuu sähköisesti varatuksi partikkeleiksi. Ionisaatioreaktioita esiintyy sekä kaasumaailmassa että liuoksissa, ja ne voivat johtaa molekyylin rakenteen muutoksiin tai fragmentaatiota.

Kaasuvälitteisissä ionisaatioissa tapahtuu usein elektronien törmäyksiä tai fotoneja; yleisimmät mekaanismit ovat elektronitörmäyksen (electron impact ionization, EI) ja fotonionisaation (photoionization) kautta tapahtuva ionisaatio. Näissä prosesseissa molekyyli menettää yhden tai useamman elektronin muodostaen positiivisen ionin ja vapaan elektronin. Ionisaatio voi olla epästabiilin molekyylin fragmentaatioreaktio, jolloin muodostuu useampia pienempiä ioneja.

Liuoksessa ionisaatio liittyy aineen dissosiaatioon ja ionien muodostumiseen. Esimerkkejä ovat suolojen ja happojen ionisoituminen: HCl(aq) → H+(aq) + Cl−(aq), NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl−(aq). Vesi voi autoprotolysoitua H2O ⇌ H+(aq) + OH−(aq). Ionisaatioreaktiot vaikuttavat elektrolyyttien johtavuuteen, sidosten vahvuuksiin ja reaktiokäytäntöihin liuoksessa.

Ionisaatioreaktioilla on merkittävä rooli monilla aloilla, kuten massaspektrometria (esim. elektroni- ja foton-ionisaatio sekä sähköinen ionisaatio), plasmafysiikka ja ilmakehän kemia. Ionisaatioenergia ja ionointiprosessien tehokkuus määrittävät, kuinka helposti molekyyli voidaan muuttaa ioniksi tietyssä ympäristössä.