Хемоионизация: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
м →‎Терминология: орфография
Метка: отменено
Строка 53: Строка 53:


Эта реакция присутствует в любом углеводородном пламени и может объяснить отклонение количества ионов от [[Термодинамическое равновесие|термодинамического равновесия]]<ref name="FontijnMiller1965">{{Cite journal|author=Fontijn|first=A.|title=Chemi-ionization and chemiluminescence in the reaction of atomic oxygen with C2H2, C2D2, and C2H4|journal=Symposium (International) on Combustion|volume=10|issue=1|year=1965|pages=545–560|issn=0082-0784|doi=10.1016/S0082-0784(65)80201-6}}</ref>.
Эта реакция присутствует в любом углеводородном пламени и может объяснить отклонение количества ионов от [[Термодинамическое равновесие|термодинамического равновесия]]<ref name="FontijnMiller1965">{{Cite journal|author=Fontijn|first=A.|title=Chemi-ionization and chemiluminescence in the reaction of atomic oxygen with C2H2, C2D2, and C2H4|journal=Symposium (International) on Combustion|volume=10|issue=1|year=1965|pages=545–560|issn=0082-0784|doi=10.1016/S0082-0784(65)80201-6}}</ref>.

Затем могут происходить реакции хемоионизации B-типа:

:<chem>HCO+{} + e^- -> \binom{H3O+}{C3H3} + M -> M+{} + products </chem>,

а также:

:<chem>CH{} + O{} + M -> CHO{} + M^\ast -> M{} + \mathit{hv}</chem>,

где M* металл в возбужденном состоянии. В ходе реакций хемиионизации выделяются кванты света, отчасти поэтому пламя светится<!-- другая причина свечения пламени это тепловое излучение (см. Абсолютно чёрное тело) --><ref name="Sugden1962">{{cite journal|last1=Sugden|first1=T M|title=Excited Species in Flames|journal=Annual Review of Physical Chemistry|volume=13|issue=1|year=1962|pages=369–390|issn=0066-426X|doi=10.1146/annurev.pc.13.100162.002101|bibcode = 1962ARPC...13..369S }}</ref>.


== Хемоионизация в пламени ==
== Хемоионизация в пламени ==

Версия от 02:07, 14 марта 2024

Хемоионизация наиболее интенсивно происходит в нижней части пламени[1]
Эта статья о химической реакции, приводящей к образованию иона; о способе ионизации анализируемой среды[2] в масс-спектрометрии см. Химическая ионизация.

Хемоионизация[3] (хемиионизация[2]; англ. Chemi-ionization[4]) — образование иона в результате реакции атома или молекулы газовой фазы с атомом или молекулой в возбуждённом состоянии, при этом также могут образовываться новые химические связи[3]. Этот процесс чрезвычайно распространён в природе, поскольку считается основной исходной реакцией в пламени[5].

Терминология

В литературе 1970-х годов хемоионизация определялась как ионизация посредством формирования новых химических связей. К хемоионизации не относили реакции, в результате которых не образуются новые химические связи, в частности, ударную ионизацию к хемоионизации не относили[6]. В современной литературе хемоионизация, ионизация Пеннинга[англ.]* и ударная автоионизация часто рассматриваются синонимично в отношении реакций, в ходе которых при столкновении возбуждённого атома или молекулы с другим атомом или молекулой образуется промежуточный возбуждённый комплекс, который затем ионизируется с образованием продуктов, свойственных данным типам реакций[7][8]. В одной из научных статей такой механизм хемоионизации описан как образование квазимолекулы с последующей её автоионизацией[9].

История

Впервые хемоионизация была обнаружена в 1927 году в ходе облучения кадмия светом определённых длин волн, которые превышали длину волны, при которой может происходить ионизация кадмия[10]. Термин «хемиионизация» возник в конце в конце 1940-х годов в исследованиях горения, пламени и взрыва[11][2]. Большинство исследований по этой теме было проведено в 1960-х и 70-х годах[источник не указан 70 дней]. В настоящее время хемоионизация стала одним из методов ионизации, используемых в масс-спектрометрии[12][13].

Реакции

Наиболее распространенную реакцию хемоионизации можно представить как[14]:

Эта реакция присутствует в любом углеводородном пламени и может объяснить отклонение количества ионов от термодинамического равновесия[15].

Затем могут происходить реакции хемоионизации B-типа:

,

а также:

,

где M* металл в возбужденном состоянии. В ходе реакций хемиионизации выделяются кванты света, отчасти поэтому пламя светится[16].

Хемоионизация в пламени

Горение углеводородов сопровождается ионизацией пламени посредством хемоионизации, в результате чего в пламени возникает высокая концентрация заряжённых частиц. Данный факт позволяет воздействовать на пламя посредством внешнего электрического поля[17].

Примечания

  1. ↑ http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:20787/FULLTEXT01.pdf
  2. ↑ 1 2 3 Соловьев Л. А., Каденцев В. И., Чижов О. С. Масс-спектроскопия с химической ионизацией // Успехи химии : научный журнал. — 1979. — Т. 48, вып. 7. — С. 1180-1207.
  3. ↑ 1 2 Ключарев А Н. Процессы хемоионизации // Успехи физических наук : Научный журнал. — 1993. — Т. 163, № 6. — С. 39–73.
  4. ↑ Chemi-ionization. IUPAC. Дата обращения: 30 ноября 2023. Архивировано 2 июня 2023 года.
  5. ↑ Лаутон Дж., Вайнберг Ф. Электрические аспекты горения. — М.: Энергия, 1976. — С. 183. — 296 с.
  6. ↑ Fontijn, 1972, Introduction, p. 76.
  7. ↑ A New Insight on Stereo-Dynamics of Penning Ionization Reactions : [англ.] / Stefano Falcinelli, Fernando Pirani, Pietro Candori [et al.] // Frontiers in chemistry[d]. — 2019, 18 June. — Vol. 7. — P. 445. — ISSN 2296-2646. — doi:10.3389/fchem.2019.00445. — PMID 31275926. — WD Q91644759.
  8. ↑ Symmetry Dependence of the Continuum Coupling in the Chemi-ionization of Li(22S1/2) by He(23S1, 23PJ) : [англ.] / Tobias Sixt, Taewon Chung, Frank Stienkemeier, Katrin Dulitz // The Journal of Physical Chemistry. a. — 2023, 15 May. — Vol. 127, iss. 20. — P. 4407–4414. — ISSN 1089-5639. — doi:10.1021/acs.jpca.3c00431. — PMID 37184430.
  9. ↑ Diethard K Böhme. Fullerene ion chemistry: a journey of discovery and achievement : [англ.] // Philosophical Transactions of the Royal Society A[d]. — 2016, 1 September. — Vol. 374, iss. 2076. — ISSN 1364-503X, 1471-2962, 0080-4614, 0962-8428, 2054-0299. — doi:10.1098/rsta.2015.0321. — PMID 27501972. — WD Q38559490.
  10. ↑ Fontijn, 1972, Introduction, p. 79.
  11. ↑ Calcote H. F. Electrical properties of flames // Symposium on Combustion and Flame, and Explosion Phenomena : Proceedings. — 1948. — Т. 3, вып. 1. — С. 245–253. — ISSN 1062-2896. — doi:10.1016/S1062-2896(49)80033-X.
  12. ↑ Chen, Lee Chuin; Yu, Zhan; Hiraoka, Kenzo (2010). "Vapor phase detection of hydrogen peroxide with ambient sampling chemi/chemical ionization mass spectrometry". Analytical Methods. 2 (7): 897. doi:10.1039/c0ay00170h. ISSN 1759-9660.
  13. ↑ Mason, Rod S.; Williams, Dylan R.; Mortimer, Ifor P.; Mitchell, David J.; Newman, Karla (2004). "Ion formation at the boundary between a fast flow glow discharge ion source and a quadrupole mass spectrometer". Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 19 (9): 1177. doi:10.1039/b400563p. ISSN 0267-9477.
  14. ↑ Vinckier C., Gardner M. P., Bayes K. D. A study of chemi-ionization in the reaction of oxygen atoms with acetylene (англ.) // The Journal of Physical Chemistry. — 1977. — Vol. 81, iss. 23. — P. 2137–2143. — ISSN 0022-3654. — doi:10.1021/j100538a001.
  15. ↑ Fontijn, A. (1965). "Chemi-ionization and chemiluminescence in the reaction of atomic oxygen with C2H2, C2D2, and C2H4". Symposium (International) on Combustion. 10 (1): 545—560. doi:10.1016/S0082-0784(65)80201-6. ISSN 0082-0784.
  16. ↑ Sugden, T M (1962). "Excited Species in Flames". Annual Review of Physical Chemistry. 13 (1): 369—390. Bibcode:1962ARPC...13..369S. doi:10.1146/annurev.pc.13.100162.002101. ISSN 0066-426X.
  17. ↑ Venediktov V. S. Hydrocarbon flame in non-stationary electric field : [англ.] / V. S. Venediktov, P. K. Tretyakov, A. V. Tupikin // AIP Conf. Proc. — 2018, 2 October. — Vol. 2027, iss. 1. — ISSN 1551-7616. — doi:10.1063/1.5065288.

Литература

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Хемоионизация&oldid=136666951