Передача энергии при электронном ударе

Первый процесс — это электронное возбуждение атома ртут при резонансном поглощении. Второй процесс — передача энергии электронного возбуждения в энергию колебательного возбуждения — приводит к диссоциации водорода. Это так называемый удар второго рода. В данном случае энергия электронного возбуждения ртути достаточна для диссоциации молекулы водорода. [c.304]

Передача энергии электронного возбуждения при далеких соударениях (г го) исследуется методом параметра удара в [265, 266], а неупругие соударения с переходами менаду компонентами тонкой структуры щелочных металлов — в [267, 268]. [c.77]

При столкновении электронов с возбужденными молекулами возможна передача энергии возбуждения молекулы электрону, в результате чего переход молекулы в нормальное состояние не сопровождается излучением (удар второго рода). [c.78]

Переход атомной системы из одного стационарного состояния в другое связан с получением или отдачей энергии системой. Переходы могут быть излучатель-ными, когда атомная система испускает или поглощает электромагнитное излучение, и безызлучательными, когда происходит непосредственный обмен энергией между рассматриваемой системой и окружением (например, возбуждение атомов или молекул электронным ударом, передача энергии от одной частицы к другой при столкновениях и т.п.). [c.343]

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]

Масс-спектрометрия с химической ионизацией в противоположность ионизации электронным ударом характеризуется меньшей внутренней энергией образующихся ионов. Кроме того, образующиеся в результате ионно-молекулярных реакций ионы взаимодействуют с молекулами с передачей избыточной энергии до наступления теплового равновесия. Эти факторы обусловливают малую сте- [c.126]

Интересна аналогия между действием энергетических катализаторов при реакциях в разрядах и действием сенсибилизаторов в фотохимических реакциях. Так, сенсибилизирующее действие паров ртути было также установлено в реакциях фотохимического крекинга углеводородов [144] и разложения аммиака [145, 146]. Образования аммиака при освещении чистой смеси дзота с водородом ультрафиолетовым светом вообще не наблюдается [147]. Если же к смеси добавить пары ртути, то аммиак образуется [148]. Таким образом, активное участие молекул азота в синтезе озона может также сводиться к передаче при ударах П рода энергии электронного возбуждения на колебательное возбуждение молекул кислорода. Вероятность этого процесса подтверждается спектроскопическим исследованием тушащего действия кислорода на излучение азота [86]. [c.126]

Поскольку масс-спектрометр является детектором ионов, то необходимо лишь увеличивать энергию, сообщаемую молекулам, до тех пор пока молекулярный или интересующие фрагментные ионы не появятся на коллекторе. Передача энергии может осуществляться фотонами из вакуумного монохроматора или электронами. Графическая зависимость ионного тока от энергии ионизирующего излучения представляет собой кривую эффективности ионизации-, для ионизации электронным ударом она показана на рис. 4.4. Начало ионизации определяет- [c.204]

ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ ПРИ ЭЛЕКТРОННОМ УДАРЕ [c.16]

В принципе состояния атомов Ве и Не качественно подобны друг Другу, но количественно резко различаются. Разъединение пары 25-электронов бериллия требует примерно 320 кДж/моль атомов, а для разъединения пары электронов у гелия необходимо около 1700 кДж/моль атомов. Конечно, трудно подобрать такие эффекты образования химической связи, чтобы они перекрывали затраты на возбуждение атомов гелия. Хотя принципиально это возможно при действии электронного удара в газоразрядной трубке или освещении ультрафиолетовым светом (т. е. коротковолновыми фотонами). В перспективе открывается возможность использования возбужденных состояний гелия Не для передачи путем столкновения громадных квантов энергии трудно реагирующим молекулам для усиления химической реакции. Иначе говоря, возбужденный гелий мог бы служить катализатором некоторых химических процессов. [c.191]

Механизм второго типа состоит в передаче энергии посредством соударений (так называемых ударов второго рода ) или встреч , если воспользоваться термином, более подходящим для молекул в растворе. Этот процесс связан с взаимным нарушением электронных структур обеих соприкасающихся молекул и требует сближения молекул до диаметров соударения (Ю —10-" см). В этом случае обмен энергии не тождественен резонансу между электронно возбужденными состояниями обоих партнеров, так как значительная доля электронной энергии может быть превращена в колебательную или кинетическую энергию при соударении. [c.167]

Аналогичная передача энергии возбуждения путем ударов 2-го рода происходит при сенсибилизированной флуоресценции паров металлов. Изучение сенсибилизированной флуоресценции показывает, что эффективность соударений становится больше в том случае, когда у сталкивающихся атомов имеются близлежащие энергетические уровни [248, 254—256]. Более того, теоретические расчеты показали, что при низких электронных концентрациях плазмы вероятность излучения возбужденных атомов или ионов значительно выше, чем вероятность тушащих ударов 2-го рода. С ростом электронной концентрации плазмы вероятность этих ударов возрастает и, следовательно, возрастает их роль в процессах, происходящих в плазме. [c.72]

При столкновении электронов с возбужденными молекулами возможна передача энергии возбуждения молекулы электрону, в результате чего молекула переходит в нормальное состояние без излучения. Такая передача энергии возбуждения какой-нибудь частице с переходом молекулы на низший энергетический уровень без излучения получила название удара второго рода. [c.110]

Характер радикалов, образующихся прп облучении, в первую очередь определяется закономерностями диссоциации молекул, обусловленными пх строением, т. е. теми же факторами, которые определяют диссоциацию молекул при электронном ударе в газовой фазе. В то же время в твердой фазе условия передачи энергии и другие взаимодействия между молекулами, составляющими кристаллическую решетку, существенно отличаются от условий передачи энергии в газовой фазе. [c.293]

Характер образующихся при облучении радикалов в первую очередь определяется закономерностями диссоциации молекул, обусловленными их строением, т. е. теми же факторами, которые определяют диссоциацию молекул при электронном ударе в газовой фазе. В то же время в твердой фазе условия передачи энергии между молекулами, составляющими кристаллическую решетку, а особенно в атомных и ионных кристаллах, существенно отличаются от условий в газовой фазе, и в частности в масс-спектрометре, где диссоциация происходит без обмена энергией между частицами. [c.331]

Франк и Герц пропускали описанным выще образом поток электронов через пары ртути при различных ускоряющих потенциалах. Оказалось, что, пока энергия электронов не достигала 4,9 эв, т. е. была меньще 4,9-1,6-10 2 = 7 84-эрг, передачи энергии совсем не происходило, электроны отскакивали от атомов ртути, как упругие щарики от тяжелого тела, без потери энергии. Однако как только с возрастанием ускоряющего потенциала энергия электронов достигала 4,9 эв, она целиком передавалась атомам ртути. Чтобы разобраться в этом явлении, следует учесть, что атом ртути и электрон несравнимы по массе атом ртути почти в 366 ООО раз тяжелее электрона и упругий удар происходит так, как будто маленький твердый шарик ударяется об огромную глыбу камня. Шарик отскакивает, лишь изменяя направление своего движения, но не теряя своей кинетической энергии. Когда же удар становится неупругим, т. е. когда электрон, накопив энергию в 4,9 эв, сразу передает ее без остатка атому ртути, передаваемая энергия изменяет внутреннее состояние атома ртути. [c.68]

Два рассмотренных выше примера синтезов фторидов проводились в термической плазме, характеризовавшейся высоким давлением и высокими энтальпиями, в которой реализовались условия локального химического равновесия. Термическая плазма представляет только одно из нескольких состояний, которые могут быть получены в электрических разрядах. Множество исследований других химических синтезов проводились в маломощных тлеющих разрядах низкого давления и маломощных дугах, в которых не устанавливалось равновесного химического состава. Для таких условий важную роль играет процесс передачи кинетической энергии электронов на внутренние степени свободы индивидуальной молекулы. Электроны, ускоренные приложенным электрическим полем, могут обладать кинетической энергией, достаточной для генерации при соударениях с молекулами возбужденных или ионизированных состояний этих молекул. Электроны, сталкивающиеся с молекулами, могут также вызвать диссоциацию их с образованием как нейтральных, так и ионизированных осколков. Реакция же протекает в результате взаимодействия этих неустойчивых соединений с соседними невозбужденными молекулами или другими возбужденными частицами. Физические условия, существующие в различных типах газовых разрядов, рассмотрены в гл. I. Механизмы возбуждения молекул электронным ударом подробно описаны Кондратьевым [62]. [c.212]

Максимум сечения возбуждения электронного перехода молекулы при столкновении с другой тяжелой частицей за счет передачи кинетической энергии достигается при энергиях 10 —10 эВ и приблизительно в ш Мав раз меньш е, чем при возбуждении электронными ударами. Поэтому роль таких процессов в плазме не велика. [c.81]

Согласно работе Н. И. Кобозева, С. С. Васильева и Е. Н. Еремина рассчитанные максимальные значения энергии, требуемой для одного активационного акта, приближаются к энергиям активации термических процессов. Поэтому активными молекулами в электроразряде (тлеющем) являются те же, что и в термических реакциях, хотя механизм передачи энергии активации в последних и в разряде различен. Выдвигая представление об энергетическом катализе при реакциях в разрядах, эти авторы принимают, что основным активационным процессом здесь является передача энергии возбужденными молекулами и ионами нормальным молекулам путем ударов второго рода. Энергия разряда сосредоточена сначала в электронном газе , обладающем высокой электронной температурой, доходящей до 70000°, [c.45]

Следует заметить, что при ЕТ-механизме передача избыточной энергии возбужденной молекулы третьей частице может зависеть от строения последней. В частности, согласно принципу ударов второго рода, в составе энергетического спектра М должны быть резонирующие уровни, способные принять энергию возбуждения молекулы R2 (колебательную или даже электронную). Таким образом, и в случае рекомбинации по ЕТ-механизму возможна специфичность влияния третьих тел, которая будет иметь чисто физическую природу, связанную со структурой энергетического спектра возбужденных молекул и третьих частиц. [c.116]

Для рассматриваемых процессов применение законов классической механики уже не дает точных результатов. Поэтому для установления количественных соотношений следует пользоваться законами квантовой механики. Здесь не имеет смысла приводить эти расчеты. Отметим только, что хотя условия квантования вращательной энергии накладывают ограничения на процессы передачи поступательной энергии, практически они не очень жестки, особенно если уже возбуждены некоторые вращательные уровни. По-видимому, при столкновениях рассматриваемого типа может происходить возбуждение любых вращательных уровней. Вероятность возбуждения вращения при ударе весьма велика. Что касается удара быстрых электронов, то вследствие неблагоприятного соотношения масс, как и при передаче поступательной энергии, такие процессы малоэффективны. [c.58]

Прямая диссоциация молекул путем возбуждения их электронных состояний ударами электронов существенна лишь в плазме низкого давления ( 100—150 Па и ниже). К распаду молекул ведет возбуждение состояний отталкивания при передаче электронно-возбужденной молекуле колебательной энергии, превышающей ее порог диссоциации (это наблюдается при смещении потенциальных кривых основного и возбужденного состояний) или в результате предиссоциации. Три указанных процесса характерны для дис-социации П2, О2 и N2 соответственно. Разумеется, вклад в распад молекул в плазме дают все способные к диссоциации возбужденные состояния. [c.82]

Положительный ион может исчезнуть из объема путем нейтрализации на электроде (катоде), соединением с электроном проводимости. При этом выделяется энергия, равная работе ионизации, и затрачивается энергия, равная работе выхода электрона из поверхности. Избыток энергии идет на разогревание катода и на электронное испускание с поверхности. Кинетическая энергия иона до нейтрализации может передаваться вновь образовавшейся нейтральной молекуле. Происходит также катодное распыление, которое вызвано местными перегревами, а также непосредственной передачей импульса при единичном ударе [ ]. [c.21]

Разработка таких нолуэмпирических методов расчета скоростей ряда важных процессов (возбуждения и диссоциации молекул электронным ударом [135, 136], диссоциативной электрон-ионной рекомбинации и ассоциативной ионизации [127], ударнорадиационной рекомбинации атомов и фрагментов молекул [126, 137], колебательной релаксации [77], термической диссоциации молекул [77, 121, 122], передачи энергии электронного возбуждения при столкновениях [77], ступенчатого возбуждения и ионизации атомов и ударно-радиационной ион-электронной рекомбинации при столкновениях с электронами [124] и с учетом столкновений тяжелых частиц [137], бимолекулярных [78, 81] и мономолекулярных химических реакций [77, 134] и т. д.) показала реальность такого подхода. [c.36]

Роль фотонов, являющихся активирующим фактором в фотохимических реакциях, а также в реакциях, протекающих в электрическом разряде, играют быстрые электроны и в значительно меньшой степени — ионы. Активирующая роль быстрых электропов состоит в том, что при соударении электрона с молоку.той за счет эпергии электрона возникает возбужденная молекула, молекулярпый ион или происходит диссоциация молекулы па нейтральные или ионизованные осколки (атомы, радикалы, ионы). Вероятность передачи эпергии, т. о. вероятность активации электронным ударом, обычно характеризующаяся величиной соответствующего эффективного сечения, зависит от энергии электропов, являясь функцией ял, и строения молекулы (функция возбуждения или функция ионизации). [c.173]

В растворах ионы образуются в результате гетеролитического расщепления ковалентных связей ионогенов. Ионизации благоприятствует растворитель, обладающий электронодонорны-мии или электроноакцепторными свойствами (см. разд. 2.6). Напротив, в газовой фазе ионизация нейтральных молекул до свободных ионов наблюдается редко, поскольку такой процесс весьма эндотермичен. Например, для того чтобы превратить газообразный НС1 в Н и С1 , необходимо затратить 1393 кДж моль (333 ккал-МОЛЬ ) энергии, что намного превышает энергию гомолитического расщепления связи Н—С1 на атомы водорода и хлора (431 кДж-моль или 103 ккал-моль ). Следовательно, для образования в газовой фазе изолированных ионов исходным молекулам необходимо передать достаточное количество энергии, причем способ передачи энергии должен принципиально отличаться от способа передачи энергии за счет сольватации растворителями-ДЭП и АЭП. Для этой цели чаще всего применяют ионизацию молекул в газовой фазе под действием электронного удара, т. е. метод ионизации, широко применяющийся в масс-спектрометрии. В отличие от ионов в растворе, стабилизированных сольватными оболочками," ионы в газовой фазе при столкновении с любой твердой поверхностью немедленно разрушаются. Поэтому для изучения реакционной способности ионов в газовой фазе необходимо принять особые меры для ограничения их движения и для удерживания в том или ином объеме в течение достаточно длительного промежутка времени. Для решения этой задачи разработано несколько приемов. В масс-спектрометрии с ИЦР используется статическая магнитная ловушка [469J. [c.183]

Возвращение атома с метастабильного уровня на основной (нормальный) уровень энергии при обычных условиях происходит двумя путями 1) либо в результате столкновения с электроном атом переходит в более высокое возбужденное состояние, из которого возможен переход в нормальное состояние с излучением 2) либо в результате передачи энергии возбужденного атома другому атому (удары второго рода) сам атом переходит в нор.мальное состояние без излучения. [c.12]

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]

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]

Имеются случаи, когда свободным радикалом является ион, например ион — бирадикал, тогда сам первичный процесс ионизации электронным ударом ведет к возникновению радикала. Далее, согласно теории энергетического катализа Кобозева, Васильева и Еремина, значительную роль при реакциях в электроразря-дах могут играть так называемые удары II рода, при которых энергия электронного возбуждения одного партнера в соударении превращается в иной вид энергии другого партнера (подробнее об ударах II рода см. 4). Вообще специфичность химического действия электрических разрядов эти авторы видят в том, что энергия, подводимая к разряду, в первой стадии своего превращения концентрируется в электронном газе. При этом в связи с большим различием масс электронов и молекул, передача энергии путем упругих столкновений от электронов к молекулам происходит медленно. Поэтому средняя энергия электронов может оказаться значи- [c.204]

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]

Для расчета сечений возбуждения электронных состояний электронным ударом в литературе предложены различные полуэмпирические формулы. При расчете вероятностей возбуждения различных электронных уровней молекул сечения нужно усреднить по функции распределения электронов по энергиям. В предположении максвелловской функции в случае возбуждения электронных состояний молекулярного азота оказалось, что вероятность возбуждения запрешенных переходов в 1,5— 2 раза выше вероятности возбуждения разрешенных переходов при больших расстояниях между уровнями и уменьшается с уменьшением разности между энергиями электронно-колебательных уровней. Поэтому в кинетике заселения низколежа-ших уровней роль возбуждения запрещенных переходов может быть большой. Сечения электронного возбуждения путем прямой передачи поступательной энергии при столкновении с тяжелыми частицами с энергиями, которыми они обладают в низкотемпературной плазме, как правило, малы. Максимальны эти сечения при энергиях относительного движения частиц, превышающих 10 —10 эВ. Коэффициенты скоростей дезактивации электронных уровней атомов и электронно-колебательных состояний молекул зависят от типа сталкивающихся частиц и колеблются в пределах от 10 з до Ю см /с (при Т пост 300 К). Эти коэффициенты обычно слабо зависят от температуры. [c.264]

Радиопрозрачные материалы широко используют в антенных обтекателях самолетов и ракет в условиях аэродинамич. и тепловых ударов, дождевой, пылевой, газовой эрозии и ионизирующих излучений, в качестве перегородки-окна в ускорителях и электронных приборах, для обеспечения передачи электромагн. энергии. [c.171]

Механизм радиационного образования ионных дефектов в кристаллической решетке щелочно-галоидных кристаллов заведомо сложен. Не будем останавливаться на изложении существующих теорий, ограничась указанием на то, что механизмы, предложенные для объяснения процессов возникновения структурных дефектов под действием радиации, можно разделить на электронные (примером может служить многократная ионизация аниона с последующим электростатическим выталкиванием многократно заряженного иона в междоузлие) и происходящие под действием упругих соударений, в частности, сфокусированных самой кристаллической решеткой. Естественно, что передача кинетической энергии и импульса от налетевшей частицы происходит предпочтительно вдоль направлений плотной упаковки атомов в решетке. Подробное, хотя и вполне элементарное рассмотрение, показывает, что если угол между направлением скорости налетающей частицы и кристаллографическим направлением с плотной упаковкой ионов достаточно мал, скажем, лежит в пределах О—30°, то процесс распространения импульса вдоль цепочки ионов приобретает линейный характер происходит фокулировка импульса вдоль определенной прямой. По аналогии с фононами говорят о формировании и распространении фокусона — квазичастиц с весьма малым временем жизни порядка 10 —10 ° с. Фокусоны могут проявляться в кинетических явлениях — диффузии и пластической деформации под действием облучения, при распылении и растворении твердых тел, при внутреннем трении и т. д. Фокусировка столкновений эффективна только при относительно небольших энергиях смещенных атомов порядка 200 эВ, при больших же энергиях удары мгновенно расфокусируются. [c.164]