ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионизация атомов электронным ударом из "Механизм и кинетика радиационно-химических реакций Издание 2" Если кинетическая энергия электрона превышает энергию ионизации, то при его соударении с атомом или молекулой возможно вырывание электрона и образование положительного атомного или молекулярного иона. В этом процессе может происходить также диссоциация молекул. Механизм выбивания электрона из атома или молекулы в основных чертах состоит в следующем. [c.27] НОВ в атоме, тем меньше ударяющий электрон будет отклоняться от своего первоначального направления. В результате воздействия ударяющего электрона атомные электроны смещаются относительно ядра, т. е. происходит поляризащ1я атома. Величина смещения атомных электронов зависит от силы связи их в атоме, которая определяется зарядом ядра и строением электронной оболочки. Поляризуемость атома растет с увеличением атомного номера. Чем больше поляризуемость, тем легче происходит смещение электронов атома при взаимодействии с ударяющим электроном. При достаточно большом взаимодействии смещение одного из электронов достигает критической величины, и он покидает атом, т. е. происходит ионизация. При этом ударяющий электрон отдает часть своей энергии, соответствующую энергии ионизации и кинетической энергии выбитого электрона, и продолжает свое движение с измененной скоростью и в из.ме-ненном направлении. [c.28] Процесс поляризации требует некоторого времени. Очень медленные электроны находятся в соприкосновении с атомом относительно долго, но не обладают необходимой для его ионизации кинетической энергией. С другой стороны, очень быстрые электроны, имеющие большой избыток кинетической энергии, воздействуют на электроны атома в течение времени, которого может быть недостаточно для сильной поляризации, а значит и для ионизации атома. Отсюда следует, что вероятность ионизации должна иметь максимум, лежащий в некоторой области энергий. [c.28] Величины потенциалов ионизации некоторых атомов и молекул приведены в табл. 7. [c.28] меньшую энергии ионизации, не могут ионизировать атом и, следовательно, вероятность ионизации такими электронами равна нулю. Мерой вероятности ионизации служит относительная ионизация, определяемая как число пар ионов, образованных одним ударяющим электроном на пути, равном 1 см при 1 мм рт. ст. и температуре О °С. (Под парой ионов подразумеваются однократно заряженный положительный ион и выбитый электрон.) Относительная ионизация Qi) численно равна эффективному сечению ионизации ((7,) в единице объема. [c.29] Как указывалось, величина а следовательно, и зависит от энергии электронов. На рис. 5 приведены типичные кривые зависимости относительной ионизации различных атомов и молекул от энергии ударяющих электронов. Во всех случаях кривые (Э,- = /( имеют пологие максимумы. Эти максимумы не лежат вблизи потенциалов ионизации соответствующих частиц, а расположены в области энергий 80— 150 эе. Наличие максимумов на кривых относительной ионизации и их положение обусловлено причинами, которые были рассмотрены вьше. [c.29] Эффективные сечения атомов для ионизирующего соударения с электроном, имеющим энергию порядка 100 эв, приблизительно равны сечениям атомных соударений. [c.30] Энергия, расходуемая на образование иона, больще, чем энергия ионизации, так как она включает потери энергии на возбуждение. Для сравнительно быстрых электронов на образование пары ионов расходуется несколько больше 30 эв. Энергия же ионизации имеет порядок 15 эв. Таким образом, около половины расходуемой энергии затрачивается на возбуждение ионов, атомов или молекул. [c.30] Образующиеся при ионизации атомов атомные ионы могут находиться в высоковозбужденных состояниях. Такие состояния были обнаружены масс-спектрометрическим методом [23—25], в частности, у ионов благородных газов, образующихся при электронном ударе. [c.30] В табл. 8 приведены значения энергии, затрачиваемой на образование пары ионов для некоторых молекул при ударе электронов, протонов и а-частиц. [c.30] Как показывают данные, энергия, затрачиваемая на образование пары ионов при бомбардировке а-частицами, имеет приблизительно ту же величину, что и при бомбардировке быстрыми электронами и протонами. [c.30] Ионизация атомов или молекул может происходить не только в результате вырывания электронов из внешней, но также и из внутренних электронных оболочек атомов. Этот процесс происходит при энергии ударяющих электронов, соответствующей энергии ионизации внутренней оболочки, которая достигает величины порядка 10 эв. Освободившиеся во внутренних оболочках места заполняются электронами, переходящими с высших уровней, при этом испускается рентгеновское излучение. Вероятность выбивания внутренних электронов гораздо меньше, чем внешних. [c.30] Вернуться к основной статье