ionisaatiovaihe

Ionisaatiovaihe on prosessin vaihe, jossa neutraalit atomi- tai molekyylimolekyylit muuttuvat ioneiksi. Tällöin syntyy sekä positiivisia ioneita että vapaita elektroneja. Ionisaatiovaihe vaatii riittävän energian ionisaation ylittämiseksi, ja energia riippuu aineesta sekä ympäristöolosuhteista.

Ionisaatiovaiheella olevat pääreitit ovat: fotoninen ionisaatio (valon energia riittää elektronin irtoamiseen), elektronitörmäyksellinen ionisaatio (törmäyksellä suuriin energioihin varustettujen elektronien kanssa), kemiallinen ionisaatio (ionin muodostus kemiallisessa reaktiossa), terminen ionisaatio (korkeassa lämpötilassa tapahtuva ionisointi) sekä kenttäionisaatio (äärimmäinen sähkökenttä irrottaa elektronin). Eri reiteillä muodostuvien ionien määrää ja energiarakenneja ohjaa ionisaatio-olosuhteet sekä ainemäärä.

Ionisaatiovaihe esiintyy monissa konteksteissa. Esimerkiksi kaasufaasissa tapahtuvat ionisaatioreaktiot ovat keskeisiä plasmaprosesseissa ja säteilykemiallisissa ilmiöissä. Analyyttisessä kemiassa ionisaatiovaihe on ratkaiseva massaspektrometrioissa ja probetekniikoissa, kuten elektronien törmäyksellä tapahtuvassa ionisoinnissa (EI) tai induktiosammutujen plasmojen ionisaatiossa. Myös astrofysiikassa ionisaatiovaihe vaikuttaa nebuloiden ja galaksien ulko-osien ionikokonaisuuksiin.

Ionisaatiovaiheen ymmärtäminen on siten keskeistä sekä perus- että soveltavissa tieteissä, joissa ionien muodostuminen määrittää mittausten herkkyyden ja reaktioiden etenemisen.