ionizzazioni

L'ionizzazione è il processo mediante il quale un atomo o una molecola perde o acquisisce elettroni, formando ioni caricati. In ambito chimico-fisico si distingue tra ionizzazione primaria, che elimina uno o più elettroni, e ionizzazione multipla, quando vengono rimossi due o più elettroni. L'energia necessaria per rimuovere completamente un elettrone è detta energia di ionizzazione, o potenziale di ionizzazione; ciascun elettrone interno ha proprie soglie specifiche.

Le principali vie di ionizzazione includono: fotoionizzazione, in cui i fotoni hanno energia superiore all'energia di ionizzazione; ionizzazione per impatto, dovuta a collisioni con elettroni o ioni ad alta energia; ionizzazione per campo, provocata da campi elettrici intensi; ionizzazione termica, tipica di plasmi in cui le particelle possiedono energia cinetica elevata. Dopo una ionizzazione interna possono verificarsi cascati di Auger o emissione di fotoni di rilassamento, che producono ulteriori ionizzazioni. In molecole la rimozione di un elettrone può portare a frammentazione.

Le conseguenze dell'ionizzazione sono rilevanti in molti contesti. In spettroscopia e analisi chimica si sfruttano tecniche di ionizzazione come electron impact, ionizzazione chimica, o ionizzazione assistita da elettrospray (ESI) e MALDI. Nei plasmi, come quelli stellari o terrestri, lo stato di ionizzazione determina proprietà termodinamiche e radiative. In astrofisica l'ionizzazione descrive la quantità di elettroni per unità di volume, influenzando le linee spettrali e la diagnosi di gas interstellari; nelle industrie e nella medicina si considera la ionizzazione in radioprotezione e in dispositivi elettronici. In breve, l'ionizzazione è un processo fondamentale per comprendere la chimica delle specie cariche e il comportamento energetico dei sistemi fisici.