ionisoituminen

Ionisoituminen on fysiikan ja kemian ilmiö, jossa atomi tai molekyyli menettää tai vastaanottaa elektroneja muodostaen ioneja. Tämä muuttaa kyseisen aikayksikön sähkövarauksen sekä vaikuttaa sen kemiallisiin ominaisuuksiin, reaktiivisuuteen ja johtavuuteen. Ionisoituminen vaatii energiaa, jota kutsutaan ionisoitumisenergiaksi; arvo riippuu siitä, mistä elektronista ja millaisesta aineesta on kyse.

Ionisoitumisen yleisiä mekanismeja ovat fotoionisaatio, elektronitörmäysionisaatio, termionisaatio sekä kemiallinen ionisaatio. Fotoionisaatio tapahtuu, kun fotonin energia ylittää ionisaatioenergian ja poistaa elektronin. Elektronitörmäysionisaatio tapahtuu, kun häiriöön aiheuttunut nopea elektroni osuu atomiin ja irrottaa elektronin. Termionisaatio tarkoittaa ionien muodostumista lämpötilan kohoamisen seurauksena, erityisesti kaasuissa. Kemiallinen ionisaatio puolestaan syntyy kemiallisissa reaktioissa, joissa ionit muodostuvat reaktiivisten osapuolten välityksellä.

Ionisoitumisella on keskeinen rooli sekä luonnossa että teknologian sovelluksissa. Esimerkiksi tähtien ja kosmisen säteilyn vaikutuksesta tapahtuvaa ionisaatiota esiintyy avaruudessa ja valokaasujen plasmoissa. Ionisoitumisaste kuvaa kuinka suuri osa aineesta on ionisoitunut, ja ionisaatioenergia määrää, kuinka paljon energiaa tarvitaan elektronin poistamiseen. Esimerkkinä vedyn ionisoitumisenergia on 13,6 eV. Massaspektrometriassa ionisointi mahdollistaa molekyylien muuntamisen ioneiksi analysointia varten.