ionointi

Ionointi on prosessi, jossa atomi tai molekyyli menettää tai vastaanottaa elektroneja, jolloin siitä muodostuu ioni. Neutraalista tilasta syntyy joko positiivisesti varautunut kationi (ion, joka on menettänyt elektroneja) tai negatiivisesti varautunut anioni (ion, joka on hyväksynyt elektroneja). Ionisaatioenergia kuvaa sitä energiamäärää, joka tarvitaan elektronin poistamiseen tai vastaanottamiseen; ionisoituminen tapahtuu, kun järjestelmän energia ylittää tämän kynnyksen.

Ionisaatiotapoja on useita. Elektronivaikutus tarkoittaa elektronin törmäystä ja poistamista ionista. Fotoionisaatio käyttää fotonien energiaa ionin muodostamiseen. Kenttäionisaatio hyödyntää ulkoista sähkökenttää elektronin poistamiseen. Kemiallinen ionisaatio syntyy kemiallisten reaktioiden tai liuottimien vaikutuksesta. Eri tavat voivat toimia kaasumaisessa, nestemäisessä tai kiinteässä vaiheessa.

Ionoinnilla on merkittäviä seurauksia. Ionien syntyminen muuttaa aineen sähköistä rakennetta ja johtokykyä, sekä mahdollistaa kemiallisia ja fysikaalisia prosesseja, kuten plasman muodostuksen tai säteilyvaikutusten seurausten tutkimisen. Ioni voi olla yksittäinen varaukseltaan, mutta usein on useita mahdollisia varauksia (monivaiheinen ionisointi).

Sovellukset ja merkitys. Massa­spektrometriassa ionointi mahdollistaa molekyylien tunnistamisen ja rakennelman määrittämisen. Plasmatekniikassa ja säteilylähteissä ionoitua ainetta käytetäänkin ympäröivän tilan karakterisoimiseen. Ionisoivia säteilyjä sekä ionisoivan energian vaikutuksia tarkastellaan myös astrofysiiikassa ja biosafety-tekijöiden arvioinnissa, sillä ionisaatio voi aiheuttaa kemiallisia muutoksia ja biologista vauriota.

Ionointi eroaa excitatiosta: ionisoituminen tuottaa ioneja, kun taas excitointi tarkoittaa elektronin virittymistä korkeammalle energiatilalle ilman ionin muodostumista.