Chemická ionizace - Chemi-ionization

Nesmí být zaměňována s chemická ionizace.
Většina chemi-ionizace probíhá ve spodní části plamene.

Chemická ionizace je vznik ion reakcí plynné fáze atom nebo molekula s atomem nebo molekulou v vzrušený stav a zároveň vytváří nové vazby.[1][2] Tento proces je užitečný v hmotnostní spektrometrie protože vytváří jedinečné pásy, které lze použít k identifikaci molekul.[3] Tento proces je v přírodě extrémně běžný, protože je považován za primární počáteční reakci v plamenech.

Dějiny

Termín chemi-ionizace vytvořil Hartwell F. Calcote v roce 1948 na třetím sympoziu o spalování a plamenech a fenoménech exploze.[4] Sympózium provedlo většinu raného vyšetřování tohoto jevu v padesátých letech minulého století. Většina výzkumu na toto téma byla provedena v 60. a 70. letech. To je v současné době vidět v mnoha různých ionizačních technik používaných pro hmotnostní spektrometrii.[5][6]

Reakce

Chemi-ionizace může být reprezentována

kde G je vzrušený stav druh (označený superskriptovanou hvězdičkou) a M je druh, který je ionizován ztrátou elektron tvořit radikální kation (označeno superskriptovaným „plus-dot“).

Nejběžnějším příkladem chemiionizace typu A je uhlovodíkový plamen. Reakci lze vyjádřit jako

[7]

Tato reakce je přítomna v jakémkoli uhlovodíkovém plameni a může odpovídat za odchylku v množství očekávaných iontů od termodynamická rovnováha.[8] To pak může vést k chemiionizaci typu B, kterou lze vyjádřit jako

Stejně jako

Kde M * představuje kov vzrušeného stavu. Tato reakce ilustruje světlo generované chemi-ionizační reakcí vedoucí ke světlu, které známe z plamenů.[9]

Astrofyzikální důsledky

Předpokládá se, že v iontové atmosféře bohaté na vodík obklopující hvězdy dochází k chemii. Tento typ reakce by vedl k mnohem více vzrušeným atomům vodíku, než jaké představují některé modely. To ovlivňuje naši schopnost určovat správné optické vlastnosti solárních atmosfér pomocí modelování.[10]

Viz také

Reference

  1. ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006 -) "chemi-ionizace ". doi:10.1351 / goldbook.C01044 C01044
  2. ^ Klucharev, A. N. (1993), "Chemické ionizační procesy", Fyzika-Uspekhi, 36 (6): 486, Bibcode:1993PhyU ... 36..486K, doi:10.1070 / PU1993v036n06ABEH002162
  3. ^ Dyke, John M .; Shaw, Andrew M .; Wright, Timothy G. (1994). "Studium chemiionizačních reakcí ve směsi O ​​+ 2-butynové reakční směsi". The Journal of Physical Chemistry. 98 (25): 6327–6331. doi:10.1021 / j100076a016. ISSN  0022-3654.
  4. ^ Calcote, Hartwell F. (1948). "Elektrické vlastnosti plamenů". Sympózium o spalování a plamenech a fenomény exploze. 3 (1): 245–253. doi:10.1016 / S1062-2896 (49) 80033-X. hdl:2027 / uva.x030313059. ISSN  1062-2896.
  5. ^ Chen, Lee Chuin; Yu, Zhan; Hiraoka, Kenzo (2010). "Detekce peroxidu vodíku v plynné fázi s chemickou / ionizační hmotovou spektrometrií pro odběr vzorků z okolí". Analytické metody. 2 (7): 897. doi:10.1039 / c0ay00170h. ISSN  1759-9660.
  6. ^ Mason, Rod S .; Williams, Dylan R .; Mortimer, Ifor P .; Mitchell, David J .; Newman, Karla (2004). "Tvorba iontů na hranici mezi zdrojem iontů s rychlým tokem žhavého výboje a kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem". Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 19 (9): 1177. doi:10.1039 / b400563p. ISSN  0267-9477.
  7. ^ Vinckier, C .; Gardner, Michael P .; Bayes, Kyle D. (1977). „Studie chemi-ionizace při reakci atomů kyslíku s acetylenem“. The Journal of Physical Chemistry. 81 (23): 2137–2143. doi:10.1021 / j100538a001. ISSN  0022-3654.
  8. ^ Fontijn, A .; Miller, W. J.; Hogan, J. M. (1965). „Chemi-ionizace a chemiluminiscence v reakci atomového kyslíku s C2H2, C2D2 a C2H4“. Sympozium (mezinárodní) o spalování. 10 (1): 545–560. doi:10.1016 / S0082-0784 (65) 80201-6. ISSN  0082-0784.
  9. ^ Sugden, TM (1962). "Vzrušený druh v plamenech". Roční přehled fyzikální chemie. 13 (1): 369–390. Bibcode:1962ARPC ... 13..369S. doi:10.1146 / annurev.pc.13.100162.002101. ISSN  0066-426X.
  10. ^ Mihajlov, Anatolij A .; Ignjatović, Ljubinko M .; Srečiković, Vladimir A .; Dimitrijević, Milan S. (2011). „CHEMI-IONIZACE V SOLÁRNÍ FOTOSFÉŘE: VLIV NA OBYVATELSTVÍ STÁTŮ VE VZDUCHU VODÍKU VODÍKU“. Astrophysical Journal Supplement Series. 193 (1): 2. arXiv:1105.2134. Bibcode:2011ApJS..193 .... 2M. doi:10.1088/0067-0049/193/1/2. ISSN  0067-0049.