ionisaties

Ionisatie is het proces waarbij elektronen uit een atoom, molecuul of ion verwijderd worden, waardoor een positief geladen ion ontstaat. Het tegenovergestelde proces, elektronopname, levert negatief geladen ionen op maar valt buiten de definitie van ionisatie. Ionisatie speelt een sleutelrol in chemie, plasmafysica en astrofysica.

Er zijn verschillende ionisatie-mechanismen. Ionisatie door straling gebeurt wanneer fotonen voldoende energie leveren om een elektron los te maken. Elektroionisatie vindt plaats door elektrische ontladingen of sterke velden die elektronen uit de elektronenschil verwijderen. Thermische ionisatie treedt op bij hoge temperatuur; botsingen tussen energierijke deeltjes (impact ionisatie) leveren eveneens elektronen op. Bij zeer sterke velden kan tunnelionisatie plaatsvinden, waarbij een elektron door de potentiaalbarrière heen tunnelt.

De energetiek van ionisatie wordt weergegeven door de ionisatie-energie: de energie die nodig is om het eerste elektron te verwijderen uit een neutraal atoom in gasvorm. Daarna volgen opeenvolgende ionisatie-energien (IE2, IE3, …). Deze waarden variëren sterk met atoomtype en elektronconfiguratie; over het algemeen nemen ze toe naarmate meer elektronen worden verwijderd.

Ionisatieprocessen zijn cruciaal voor massaspectrometrie, plasmaproces en halfgeleiderfabricage, en spelen een centrale rol in de atmosfeer en in de astro-fysica bij de interpretatie van spectra van sterren en interstellair gas. Ze beïnvloeden ook de werking van de ionosfeer en aardse atmosferische processen. Daarnaast kan ionisatie worden veroorzaakt door ioniserende straling, zoals ultraviolet licht, röntgen- en gammastraling, die chemische veranderingen en biologische effecten kan veroorzaken.