ionizáció

Ionizáció az a folyamat, amely során egy atomból vagy molekulából elektron válik le, ezáltal ion keletkezik. A kilökődő elektron hiányában a maradó részecske pozitív töltésűvé válik. Az ionizáció elengedhetetlen a plazmák, gáztörvények és sok spektroszkópiai módszer megértéséhez. Bár gyakran az elektron elvesztéséről szól, léteznek helyzetek, amikor negatív töltésű ionok képződnek is, például elektron megkötése következtében, de ez inkább adsort jellegű jelenség.

A fő ionizációs mechanizmusok közé tartozik: fotóionizáció, amikor a fény energiája elegendő ahhoz, hogy kilökje az elektront; ütközéses ionizáció, amikor gyors részecske ütközik az atommal vagy molekulával és az elektron kilökődik; valamint térerő által kiváltott ionizáció (field ionization), amikor erős külső elektromos mező segíti az elektron kilökődését. Az ionizációs folyamatok gyakran kísérik elektronenergia- vagy nyomásfüggő keresztmetszeteket, és a környezet hőmérsékletétől, nyomásától függnek.

Az ionizációs energia vagy ionizációs potenciál az az energiaköltség, amely szükséges az első (és későbbi) elektron eltávolításához. Molekuláknál és ionizálható rendszereknél ez az érték változó, és összefügg a szerkezetükkel. Az ionizáció mértéke szerint beszélhetünk első, másod- vagy magasabb fokú ionizációról. A Saha-egyenlet például a csillagászati környezetekben a hőmérséklet és nyomás függvényében ad becslést az ionizáció állapotokról.

Alkalmazások közé tartozik a tömegspektrometria, a spektroszkópia, a plazmadiagnosztika és a félvezető detektorok működése, valamint a csillagászati és szilárdtestfizikai kutatások. Ionizáció nélkül nem értelmezhetők a legtöbb radiális és anyagban zajló kölcsönhatások.