Образование отрицательных ионов при электронном ударе

Ионизацией называется явление превращения нейтрального атома или молекулы в заряженную частицу путем удаления из них или присоединения к ним одного или нескольких электронов. Наиболее распространенным методом ионизации является ионизация электронным ударом (ЭУ), при которой исследуемое вещество подвергается воздействию потока электронов определенной энергии. Ионизация происходит, когда электрон сталкивается с молекулой или пролетает рядом с ней. Обычно при этом молекула теряет электрон и превращается в положительно заряженный ион. Образование отрицательно заряженного иона происходит, когда энергия ионизирующих электронов близка к 0-5 эВ (тепловые электроны). При энергии ионизирующего электрона в несколько десятков электрон-вольт (эВ) вероятность его захвата молекулой в 100 раз меньше, чем вероятность удаления электрона из молекулы. [c.6]

Возбуждение атомов и молекул электронным ударом. Функция возбуждения. Роль фотонов, являющихся активирующим фактором в фотохимических реакциях, в реакциях, протекающих в электрическом, разряде, играют быстрые электроны и в значительно меньшей степени — ионы. Активирующая роль быстрых электронов состоит в том, что при соударении электрона с молекулой в результате превращения энергии поступательного движения электрона возникает возбужденная молекула, молекулярный ион или происходит диссоциация молекулы на нейтральные или ионизованные осколки (атомы, радикалы, ионы). Во всех случаях (за исключением процессов, приводящих к образованию отрицательных ионов, см. ниже) речь идет о превращениях кинетической энергии электрона во внутреннюю энергию молекулы. При этом, согласно теории соударения упругих шаров (см. стр. 298), для передачи молекуле энергии Е при центральном ударе достаточно, чтобы энергия электрона К была не меньше Е К>Е). Вероятность передачи энергии, т. е. вероятность активации электронным ударом, обычно характеризующаяся величиной соответствующего эффективного сечения, зависит от энергии электрона, являясь функцией К (функция возбуждения или функция ионизации), а также функцией строения молекулы. [c.395]

Здесь доминирующим процессом является образование катион-радикалов, которые обычно обозначаются как молекулярные ионы. Вероятность образования отрицательных ионов в условиях ионизации электронным ударом примерно в 1000 раз меньше. [c.281]

Вследствие резонансного характера процессов образования отрицательных ионов указывают энергию электронов, при которой регистрируются ионы в масс-спектре ДЗЭ. Поэтому форма представления масс-спектров ДЗЭ несколько иная, чем в случае положительных ионов, получаемых при электронном ударе. Масс-спектры ДЗЭ представляют в виде набора массовых чисел, которым отвечает интенсивность ионных токов в максимумах резонансных пиков. [c.66]

Развитию реакции могут способствовать не только фотоны, но и быстрые электроны. Последние оказывают активирующее действие на развитие химической реакции, когда она протекает в электрическом разряде. При соударении быстрого электрона с молекулой энергия поступательного движения электрона превращается во внутреннюю энергию молекулы, которая становится возбужденной. Возбужденная молекула диссоциирует на нейтральные ато.мы, радикалы или ионы. Теория возбуждения электронным ударом сложна и поэтому не может быть здесь приведена. Отметим лишь одну важную особенность электронного удара — вызывать образование отрицательных ионов. [c.456]

Вероятность образования отрицательных ионов при электронном ударе очень мала и составляет примерно на одно столкно- [c.23]

Изучению ионизации газа путем фотоионизации или ионизацией под ударами электронов (как в случае связывания электронов с образованием отрицательных ионов, так и в случае ионизации с образованием положительных ионов) часто мешает присутствие примесей в газе, которые затрудняют интерпретацию результатов. [c.51]

В случае применения ионных источников с ионизацией электронным ударом и использования в качестве аналитической липни иона З" " необходимо знать эффективное сечение ионизации атома серы. Если же атомы серы входят в состав молекулы примеси, то необходимо знать эффективный выход ионов 8 при взаимодействии электронов с молекулами. Если даже все сечения будут известны, то при изменении молекулярного состава ионный ток будет меняться, хотя общее содержание атомов может остаться неизменным. Все эти затруднения можно ликвидировать, если использовать ионный источник с отрицательной поверхностью ионизацией. Отрицательная поверхностная ионизация — образование отрицательных ионов на поверхности твердого тела — применялась ранее для определения сродства атомов к электрону [4, 5] она использовалась в детекторах молекулярных пучков галогенов [6]. Применение этого явления для анализа серы в газах возможно потому, что сера имеет большое сродство к электрону, равное 2,1 эв. [7]. Ионы 0 с массовым числом 32, равным массовому числу иона 8 , не [c.233]

Остановимся прежде всего на ионизации газов электронным ударом. Поскольку данный метод применяется только к газам (парам), то все масс-спектрометрические исследования твердого тела и его поверхности в этом случае основаны на проведении анализа газовой фазы над образцом. При столкновении электронного пучка (энергия электронов обычно составляет 8-10 1 — 1,6-Дж) с молекулами в газовой фазе происходит образование положительно заряженных молекулярных и осколочных ионов (эти ионы дают основной вклад в масс-спектр), а также многозарядных по-лон<ительных иоиов, отрицательно заряженных ионов и других заряженных и нейтральных частиц [1—3]. [c.47]

Тлеющий разряд обычно наблюдается при давлении в несколько десятков миллиметров ртутного столба и ниже, хотя при соблюдении определенных условий, в частности при охлаждении катода, этот тип разряд можно получить и при атмосферном давлении. Для тлеющего разряда характерно своеобразное распределение свечения в промежутке между электродами, отображающее соответствующее распределение потенциала. Типичная картина распределения свечения и потенциала в тлеющем разряде дана на рис. 90. Это распределение обусловлено следующим механизмом разряда. Под влиянием ударов быстрых ионов из катода вырываются электроны, которые ускоряются в сильном поле вблизи катода (катодное падение потенциала). Это поле обусловлено двойным электрическим слоем, образованным отрицательным зарядом катода и объемным зарядом положительных ионов. [c.350]

Образование отрицательных ионоз при электронном ударе. Благодаря наличию сродства к электрону у ряда атомов и радикалов электронный удар в отношении его активирующего действия обладает еще одной специфической особенностью. Эта особенность наиболее ярко проявляется в случае галоидов, атомы которых обладают особенно большим сродством к электрону, превосходящим по своей величине энергию диссоциации молекулы галоида. Обнаружение отрицательных атомных ионов в парах иода [775] и брома [409] при пропускании через них медленных электронов указывает, что образование этих ионов в данном случае должно быть связано с процессом [c.415]

На рис. 36 приведена схема типичного источника с поверхностной ионизацией. Функции пластин, коллимирующих и центрирующих луч, очевидны. Супрессор в виде проволочной сетки предотвращает регистрацию ионов, образующихся при третичном процессе [882]. Этот процесс является основным источником образования фоновых ионов в методе поверхностной ионизации. Они возникают следующим образом. Ионы с горячей нити ударяются о края коллимирующей щели и вызывают образование вторичных электронов и ионов. Отрицательные частицы направляются к нити, которую они бомбардируют при этом образуются третичные ионы, например углеводородные, из отложений на [c.124]

Нормальный масс-спектр отражает зависимость содержания положительно заряженных частиц, образующихся при электронной бомбардировке молекул исследуемого соединения, от их массы. Само соединение должно присутствовать в парообразном состоянии при довольно низком давлении, приблизительно от 10 до 10 мм рт. ст. в ионном источнике. Положительные ионы (молекулы и их осколки), образующиеся в результате потери молекулой электрона при электронном ударе, который в ряде случаев сопровождается образованием осколков (см. стр. ЗЮ), ускоряются электрическим полем и отклоняются в магнитном поле. Непрерывное изменение одного из этих полей фокусирует одну массу за другой на щели коллектора, и сигнал после соответствующего усиления регистрируется. Полярность электрического поля такова, что по направлению к магнитному полю ускоряются только положительно заряженные частицы все отрицательные частицы перемещаются в обратном направлении и теряются. Неионизированные молекулы и незаряженные осколки непрерывно откачиваются вакуумными насосами. [c.302]

Этот первичный разрыв под электронным ударом с предполагаемым образованием положительного и отрицательного ионов наблюдается для галоидных соединений при низкой энергии ионизирующих электронов. По- [c.132]

У нек-рых молекул энергия, выделяющаяся прп присоединении электрона, переходит во внутреннюю энергию образующегося отрицательного П., к-рый при этом остается стабильным. Однако такой переход энергии может проходить только в том случае, еслп энергия электронов, сталкивающихся с молекулой, имеет строго определенное значение. При столкновении электронов с другой энергией молекулярные отрицательные И. практически не образуются. Описанные процессы образования отрицательных И. наз. резонансными. Образование отрицательных И. используется, напр., для установления шкалы абсолютных значений энергий электронов при исследованиях методом электронного удара. Чаще всего нрц этом используется ионизация электронами молекул SFj. Образование ионов SF максимально в том случае, если энергия электронов равна О it 0,01 эв. Отрицательные И. могут образовываться также в результате диссоциации возбужденных электронным ударом молекул на положительный и отрицательный осколки. [c.158]

В принципе, для определения ЕА пригоден также метод электронного удара. При столкновении электрона с молекулой может происходить диссоциация молекулы с образованием отрицательного осколочного иона. Измерения потенциала появления этого иона и начальной кинетической энергии осколков позволяют определить сродство к электрону осколка. Так, например, измерение потенциала появления ионов Вг , образующихся в процессе [c.34]

Ассоциативная ионизация проявляется при развитии искры, молнии. Первой стадией пробоя в газе при атмосферных давлениях является волна ионизации, которая движется к положительному электрону и создает проводящий канал с относительно малым числом и плотностью заряженных частиц. Далее волна ионизации движется в обратном направлении, создавая относительно высокую плотность заряженных частиц. В результате образуется проводящий канал в газе, по которому и происходит разрядка напряжения. При этом вторая стадия пробоя, отвечающая распространению волны ионизации к отрицательному электрону, не может быть объяснена движением ионов, ибо скорость ее велика (- 10 см/сек). Эта стадия пробоя связана [ПО] с появлением возбужденных атомов за счет поглощения фотонов, движущихся к положительному электроду. Сами фотоны возникают при излучении возбужденных электронным ударом атомов. Возбужденный атом приводит к образованию свободного электрона, который под действием внешнего электрического поля быстро размножается. Поэтому если испускаемый фотон движется по направлению к отрицательно заряженному электроду, то через некоторое время в ту область, где излучился фотон, вернется целая лавина электронов. В результате наблюдается волна ионизации (стриммер), движущаяся против тока электронов и приводящая к увеличению плотности заряженных частиц, т. е. к созданию проводящего канала. [c.83]

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ ТИОФЕНА И ЕГО ГОМОЛОГОВ ЭЛЕКТРОННЫМ УДАРОМ [c.240]

Образование отрицательных ионов происходит во многих газах, например в ЫНз, НгО, ЗОг, Н23, Н2О. Образуются ионы ЫН , 0-, 50-, НЗ- и попри столкновении электронов с возбужденными молекулами возможна передача эпергни возбуждения молекулы электрону, в результате чего молекула переходит в нормальное состояние без 1злучения. Такая передача энергии возбуледения какой-нибудь частице с переходом молекулы на низший энергетический уровень без излучения получила название удара второго рода. [c.94]

Детально изучено [190—196] образование отрицательных ионов молекулами галогензамещенных метана. В последнее время, однако, интерес к захвату медленных электронов молекулами галогензамещенных метана возник вновь в связи с предполагаемой ролью этих соединений в разрушении стратосферной озоновой оболочки [197—200]. Методом спектроскопии электронного удара было показано, что при взаимодействии молекулы СРдС] и электронов энергии 0—2 эв образуется два резонансных состояния, одно из которых относится к ридберговскому, а другое — к валентному типу. Расположенный при более низкой энергии резонанс ридберговского тина распадается только отщеплением электрона, диссоциации молекулярного иона не происходит. Валентный тип резонанса представляет захват электрона на разрыхляющую орбиталь связи С—С1, максимум выхода ионов СГ расположен при энергии электронов 1,4 эв (табл. 22). Отрицательные ионы и (М—Р) соответствуют резонансу с возбуждением или захватом электрона на разрыхляющие орбитали С—Р-связей [199, 200]. [c.90]

На кривой выхода ионов 8 имеется максимум при энергии электронов 16,5 эе, подобный максимумам, получающимся при образовании отрицательных ионов путем резонансного захвата электронов молекулами. При энергии электронов выше 20 зв кривая выхода ионов 8 свидетельствует о медленном увеличении количества ионов с ростом энергии электронов. Естественно предположить, что максимум при 16,5 9в обязан своим происхождением резонансному захвату электронов молекулами тиофена с последующей диссоциацией на отрицательный ион 8 и нейтральный остаток. Процесс образования ионов 8 при энергии электронов выше 20 эв можно интерпретировать как диссоциацивэ молекулы тиофена под действием электронного удара на ион 8 и положительный ион С4Н . [c.242]

Образование отрицательных ионов при диссоциации SeH2 и SHj под действием электронного удара и электронное сродство серы и селена. [c.323]

В последние годы — как и ранее — продолжают появляться работы, посвященные выявлению общих законом-ерностей фрагментации органических соединений под действием электронного удара с образованием положительных ионов [166, 167] и масс-спек-трам классов и типов соединений, встречающихся в нефтях. Впервые появилась монография, посвященная образованию и фрагментации отрицательно заряженных молекулярных ионов [168]. Можно рекомендовать и монографию [169], посвященную пиролитической масс-спектрометрии, которая успешно применяется к анализу неперегоняющихся органических составляющих нефти. Остается актуальной и книга [170], включающая статьи по молекулярной структуре нефти, анализу нефтяных фракций и масс-спектрам аренов. [c.131]

Куейл исследовал также возможность объяснения масс-спектров триалкилфосфатов появлением осколочных ионов в результате термического расщепления и пришел к отрицательному выводу. Так, в случае трибутилфосфата масс-спектр содержит интенсивный пик с М/е = 57 и слабый пик, соответствующий иону с массой М/е = 56. Это согласуется с представлением об образовании бутил-иона в результате электронного удара и противоречит предположению, что во время ввода образца в прибор происходит пиролиз, так как при пиролизе основным пиком в этой части спектра был бы пик, отвечающий бутен-иону. [c.36]

Коновалова и Кобозев [13] исследовали влияние различных добавок (водяного пара, а также ЫНз, СО, СО2) на реакцию окисления азота в тлеющем разряде при низком давлении (4 мм рт. ст.). Основное внимание уделено влиянию добавок водяного пара, результаты изучения которого приведены на рис. 21. Водяной пар отравляет реакцию образования окиси азота, но отравляющее действие стремится к пределу, достигаемому уже при содержании Н2О, немного превышающем 1%. При достижении этого насыщения пар ингибирует только часть ( -50%) процесса окисления азота остальная часть является неотравляемой. Авторы приходят к выводу, что в изученных условиях электрическое окисление азота в тлеющем разряде представляет комбинацию объемного (неотравляемого) и стеночного (отравляемого) процессов. Авторы считают, что стенки разрядной трубки покрыты заряженными частицами, главным образом электронами. На эту электронную подстилку адсорбируются в первую очередь имеющие сродство к электрону молекулы кислорода. Таким образом, стенка покрыта как бы отрицательными ионами кислорода. Окись азота образуется при ударе о такую стенку иона азота 1 [c.41]

Значительно большую роль играют самостоятельные (самонод-держивающиеся) разряды, сами производящие все ионы, необходимые для переноса тока. Во всех стационарных самостоятельных разрядах протекают ионизация газа в объеме при электронном ударе и образование заряженных частиц на поверхности электрода под действием положительных ионов. Эти элементарные процессы взаимно поддерживают друг друга при действии ионизирующих электронов в газе образуются положительные и отрицательные ионы положительные ионы при попадании на электрод (катод) выбивают из него электроны, в свою очередь ионизирующие газ, и т. д. При достаточной силе тока эти процессы протекают одновременно и параллельно, что обеспечивает однородный разрядный ток. [c.123]

Прямое возбуждслие колебаний молекул электронным ударом малоэффективно, как неэффективна и передача энергии при упругих соударениях частиц с сильно различающимися массами. Однако эффективный механизм возбуждения колебаний молекул электронным ударом все же имеется. Он заключается в прилипании электрона к молекуле с образованием неустойчивого отрицательного иона. Ион распадается с отрывом электрона и образованием молекулы в колебательно-возбужденном состоянии. Такой процесс эффективен в узком диапазоне энергий электронов (1— [c.359]

Образование долгоживущих молекулярных отрицательных ионов обнаружено более 15 лет назад, но лишь в последние годы осознана важность их изучения для радиационной химии, аэрономии, спектроскопии электронного удара, биофизики, теории образования масс-спектров и т. д. [123, 177]. Систематические исследования долгоживуш,их молекулярных отрицательных ионов начаты с 1966 г., и количество накопленного экспериментального материала сравнительно невелико. Однако усилиями Христофору, Комптона [30, 101, 177], Харланда, Тине [85, 103] и других исследователей [156, 231, 232] достигнут определенный прогресс в понимании процессов недиссоциативного захвата электронов с образованием долгоживуш,их молекулярных ионов. [c.113]

Диссоциация молекул под действием электронного удара. Диссоциация молекул иод действием электронного удара может происходить в результате различных процессов электронного возбуждения, диссоциативной ионизации, диссоциативного прилипания [75—77]. Необходимо отметить, что нуждается в пересмотре и вывод о том, что диссоциация молекул путем непосредственного возбуждения колебательных уровней под действием электронного удара крайне неэффективна. Этот вывод был сделан на основании расчетов вероятности нерезоиансного возбуждения молекулы Нг электронным ударом [75]. Однако, как уже отмечалось вьште (стр. И), колебательное возбуждение большинства молекул происходит в результате резонансного процесса — образования промежуточного нестабильного отрицательного иона с последующим его распадом и образованием молекул с различным уровнем колебательного возбуждения. Такое возбуждение, конечно, должно сказываться на скорости диссоциации молекул в условиях, когда существенны процессы ступенчатого возбуждения и диссоциацни. Не исключена возможность диссоциации молекул путем резонансного колебательного возбуждения при однократных электронных ударах. [c.33]

Сродство к электрону можно определить путем масс-спектрометрического измерения потенциала появления отрицательных фрагментов, образующихся при электронном или фотонном ударе. Соответствующая техника описана Мак-Дауэллом [6]. Под действием электронного удара происходит либо диссоциативный захват электрона [уравнение (33)], либо образование пары ионов [уравнение (34)] [c.64]

Возбуждение колебаний молекул. Прямое возбуждение колебаний молекул электронными ударами незначительно, как и передача энергии при упругих соударениях частиц с сильно различаюш имися массами. Эффективный механизм возбуждения заключается в прилипании электрона к молекуле с образованием неустойчивого отрицательного иона. Ион далее распадается с отрывом электрона, на молекула при этом оказывается в колебательно-возбужденном состоянии. Такой процесс протекает в узком диапазоне энергий элек тронов (1—2 эВ), его максимальное сечение см . [c.80]

Поскольку доля энергии, передаваемая при столкновении частиц, пропорциональна отношению их масс, а масса электрона мала, возбуждение вращательных переходов электронным ударом неэффективно. Значение сечений этого процесса для молекул с одинаковыми атомами (гомоядерных молекул) в интервале энергий от порога до 10 —10 эВ не превышает см . Сечение возбуждения вращательных переходов него-моядерных молекул больше примерно на порядок. Вращательные переходы молекул могут происходить также при резонансном образовании и распаде нестабильного молекулярного отрицательного иона при энергиях электронов порядка нескольких электрон-вольт. В этом случае сечение достигает см . Но при этом более существенно колебательное возбуждение. К тому же ширина резонансных пиков мала, и этот канал вряд ли вносит заметный вклад в процесс вращательного возбуждения. [c.261]