Электроны и ионы излучение образуемые при химических

Помимо диаграммных линий в характеристическом спектре рентгеновского излучения существуют слабые по интенсивности линии, называемые недиаграммными линиями, или сателлитами диаграммных линий. Коротковолновые сателлиты могут возникать при дополнительной ионизации излучающего атома, а также при переходах на внутренний уровень с оптических уровней атомов, которые были предварительно возбуждены. Сателлиты, проявляющиеся с длинноволновой стороны от диаграммной линии, могут возникать при перекрестных переходах электронов атомов, образующих химическое соединение. Например, длинноволновой сателлит i -линии хлора проявляется в соединении КС1 и может быть объяснен переходом 2р электрона иона на уровень Is иона С1 [1, 2]. [c.797]

Излучения высоких энергий обладают сильным химическим действием, однако различие и специфика их действия большею частью обусловлены вторичными процессами, так как первичными являются процессы отделения или возбуждения внутренних электронов. Например, при воздействии на вещество а-частиц последние захватывают электроны, в результате чего образуются электронейтраль-ные атомы гелия и однозарядные ионы. При взаимодействии [c.364]

При поглощении веществом кванта рентгеновского излучения (длина волны 0,1—20 А) или - -кванта (длина волны 10 — 10" А) образуются частицы с огромным избытком энергии, превосходящим энергию химических связей в сотни и тысячи раз. Эта энергия расходуется в основном на ионизацию молекул вещества и на возбуждение их внешних электронных оболочек. В результате поглощения одного кванта ионизирующего излучения образуется большое число пар ионов и возбужденных молекул. Как те, так и другие претерпевают разнообразные превращения, в частности, превращения, приводящие к разрыву химических связей и образованию свободных радикалов и атомов. [c.20]

В то же время любая электрохимическая реакция приводит к изменению заряда реагирующих частиц и, следовательно, вызывает перераспределение диполей растворителя, окружающих эти частицы. Такая реорганизация растворителя, как показывают теоретические расчеты, также сопровождается значительным изменением потенциальной энергии, а потому может служить основой для построения кривых потенциальной энергии, в которых путь реакции представляет собой некоторую обобщенную координату (у), характеризующую распределение диполей растворителя. По современным представлениям реорганизация растворителя является определяющим фактором в ходе элементарного акта разряда, хотя в общем случае необходимо рассматривать также энергию растяжения химических связей в реагирующих частицах. Концепция реорганизации растворителя приводит к следующему механизму элементарного акта в стадии разряда — ионизации. Согласно принципу Франка — Кондона, переход электрона без излучения или поглощения квантов энергии возможен лишь при условии, что полные энергии электрона в начальном и конечном состояниях приблизительно одинаковы. Выравнивание электронных уровней начального и конечного состояний происходит под действием тепловых флуктуаций растворителя. Когда в результате этих флуктуаций распределение диполей растворителя в зоне реакции оказывается таким, что оно одновременно соответствует и начальному, и конечному состояниям (см. точку А на рис. 79), то появляется вероятность квантовомеханического (туннельного) перехода электрона из металла на реагирующую частицу. Если такой переход осуществляется, то система переходит на потенциальную кривую конечного состояния и релаксирует по ней до равновесной координаты г/у. Таким образом, в наиболее простых электродных процессах энергия активации обусловлена реорганизацией диполей растворителя, необходимой для квантовомеханического перехода электрона из начального в конечное состояние. Напомним, что точно такой же механизм имеют и простейшие ионные реакции в объеме раствора (см. гл. IV). Характерной особенностью электродных процессов является то, что в них начальный уровень [c.186]

Радиационно-химическими называются реакции, которые происходят вследствие поглощения веществом энергии ионизирующего излучения (потоки электронов, -частиц, у-квантов, нейтронов и т. д.). При радиационно-химическом воздействии (РХВ) в газовой фазе образуются первичные продукты — ионы и возбужденные короткоживущие молекулы (время их жизни примерно 10-8 Реагируя с молекулами среды и друг с другом, они образуют свободные радикалы, ионы, а также различные стабильные продукты, В результате радиационно-химического воздействия (иногда его называют радиолизом) из кислорода, например, образуется озон, а из газообразных предельных углеводородов — водород и сложная смесь различных углеводородов. Радиолиз смеси азота и кислорода приводит к образованию оксида азота (П) [c.92]

Во-первых, энергия любого излучения передается полимеру главным образом путем ионизации (вырывания электронов с молекулярных орбит) и возбуждения орбитальных электронов. При действии быстрых нейтронов, а частично также и тяжелых заряженных частиц этот эффект является вторичным — ему предшествует выбивание заряженных ядер (например, протонов) в результате неупругих соударений. На ионизацию и возбуждение затрачивается приблизительно одинаковая энергия излучения, и в среднем общая величина энергии, отвечающая образованию одной пары ионов, равна 34,5 эв. Большинство ионных пар образуется под действием вторичных электронов, выбитых со своих орбит и способных ионизировать и возбуждать молекулы, с которыми они сталкиваются, до тех пор, пока не потеряют скорость и не будут захвачены положительно заряженными ионами. Поскольку энергия величиной 1 эв в расчете на одну молекулу соответствует энергии 23,05 ккал моль, то очевидно, что при нейтрализации выделяется энергия, достаточная для расщепления многих химических связей. Большинство таких реакций протекает по гомолитическому механизму, и в результате образуются свободнорадикальные частицы, способные к дальнейшим превращениям. [c.97]

Для получения практического эффекта использования заряженных частиц для процессов сушки требуется максимально ослабить связи полярных молекул с молекулами вещества. И если вблизи полярной молекулы будет двигаться заряженная частица, она сравнительно легко вырвет молекулу из вещества. Следовательно, в таких условиях молекула с большим дипольным моментом легко адсорбируется на отрицательно активной молекуле или на ионе. Таким образом, если только в окрестности дипольной молекулы имеется соответствующая заряженная частица, то в результате их взаимодействия образуется новое соединение — комплексная молекула. Эта комплексная молекула может быть унесена потоком движущегося воздуха (в который могут входить активные молекулы) из объема сушилки либо может распадаться на отдельные более мелкие частицы и затем выбрасываться из объема потоком газа. Все это говорит о том, что в присутствии заряженных частиц процесс обезвоживания может протекать более интенсивно, что и подтверждается рядом проведенных экспериментов. Что касается использования этих положений в конкретных условиях, то эта задача решается в каждом отдельном случае в зависимости от природы высушиваемого вещества и природы растворителя. Рассмотренные явления справедливы не только для процесса сушки, а имеют общее значение. Изменения в макромолекулах под действием ионизированного излучения наблюдаются и в полимерах [44], где обнаруживается заметное изменение физико-химических свойств при слабо выраженном химическом превращении. При действии ионизированного излучения, под которым понимают рентгеновские лучи, -излучение, поток электронов, протонов, дейтронов, а-частиц и нейтронов, наблюдаются такие процессы в полимерах, как сшивание молекулярных цепей, деструкция и распад макромолекул с образованием летучих продуктов и молекул меньшей длины (вплоть до превращения полимеров в вязкие жидкости) и ряд других изменений. Все эти процессы, как правило, могут протекать одновременно, но скорости соответствующих изменений обусловливаются химической природой полимеров и определяют суммарный эффект изменения свойств полимеров в результате излучения. Как показывают исследования, радиационно-химические эффекты в полимерах, по-видимому, не зависят от типа радиации, а определяются главным образом химическим строением полимера и количеством поглощенной энергии. [c.176]

Радиационные эффекты в твердых телах разделяют на два больших класса преимущественно кристаллографические структурные дефекты и повреждения химической природы. Преобладание того или иного класса повреждений в значительной мере зависит от материала (металл, ионный кристалл, полупроводник и т. д.) и от характера излучения. Облучение тяжелыми частицами (быстрыми нейтронами, продуктами деления, быстрыми протонами и т. д.) может вызывать атомные смещения и химические изменения, тогда как облучение электронами и -у-квантами вызывает главным образом химические изменения. [c.300]

Согласно Р. Цдатцману и А.Купперману, процесс взаимодействия ионизирующего излучения с водой можно разделить на три стадии 1) физическую, 2) физико-химическую и 3) химическую. Продолжительность первой стадии составляет < 10 13 с. За это время вдоль трека частицы образуются ионы (главным образом, Н2О+) и возбужденные молекулы воды Н2О -> Н2О + е . Эти продукты на второй стадии, длительность которой составляет около 10 и с, претерпевают ряд превращений, приводя систему в тепловое равновесие. Вторичные электроны обладают энергией, достаточной для ионизации нескольких других молекул воды. Группы ионов, возникающих таким путем, называют шпорами (от английского spurs). Так возникают атомы Н, гидратированные электроны и радикалы ОН и, по-видимому, Н2 и [c.192]

Таким образом, на первой, физической , стадии радиационного процесса происходит перераспределение поглощенной энергии первичного излучения между большим числом вторичных заряженных частиц, которые взаимодействуют с электронами атомов и приводят к возбуждению и ионизации молекул вещества. Затем наступает вторая - физико-химическая—стадия процесса. Образовавшиеся под действием излучения осколки молекул (ионы, атомы, радикалы) имеют большую химическую активность и реагируют как между собой, так и с другими молекулами с большой скоростью. Результатом этих вторичных реакций является образование новых активных частиц (свободных радикалов, вторичных ионов), причем в системе достигается тепловое равновесие. [c.108]

Радиоактивный распад с испусканием р- и а-частиц приводит к изменению заряда ядра, т. е. к превращению исходного ядра в ядро другого элемента. В случае Р -распада атомный номер увеличивается на единицу, при р+-распаде уменьшается на единицу. В обоих случаях массовое число не изменяется. В результате а-распада атомный номер уменьшается на два, а массовое число—на четыре. Часто а- и р-распад ядер сопровождается электромагнитным излучением очень высокой энергии, которое называют у-излучением. Наличие 7-излучения свидетельствует, что первоначально в результате радиоактивного распада образуется ядро в возбужденном состоянии, которое переходит в основное состояние с испусканием у-квантов. а-, р- и у-излучения обладают высокой энергией, измеряемой сотнями тысяч и даже миллионами электрон-вольт. Для сравнения можно сказать, что энергия разрыва одной химической связи измеряется несколькими электрон-вольтами энергия, необходимая для удаления одного электрона из окружающей атом электронной оболочки, измеряется несколькими электрон-вольтами или небольшим числом десятков электрон-вольт. Поэтому каждая а- или р-частица или у-квант могут на своем пути произвести вполне ощутимые действия. Так, в газе, ударяясь о встречные атомы или молекулы, они способны выбивать из них электроны и превращать их в ионы. Поэтому электрическая проводимость газа становится на какой-то очень короткий промежуток времени больше, и если частица пролетела между электродами, то удается зарегистрировать прохождение тока ( вспышку проводимости). Если число распадающихся атомных ядер не превышает нескольких тысяч в секунду, то каждая вспышка может быть зарегистрирована отдельно (проводимость, возникшая в результате пролета одной частицы успеет упасть до малых значений перед пролетом следующей частицы) и тем самым можно сосчитать число актов радиоактивного распада. Это можно сделать и другим способом, поместив радиоактивное вещество в специальный раствор, содержащий какой-либо сцинтиллятор — вещество, молекулы которого под действием р-частиц начинают испускать свет. Естественно, что каждая р-частица может вызвать свечение не очень большого числа молекул сцинтиллятора, однако современные высокочувствительные фотоумножители позволяют регистрировать такие слабые вспышки, и по числу вспышек света можно определить число распавшихся радиоактивных атомов. [c.27]

Эти процессы можно охарактеризовать следующими временами Передача воде энергии ионизирующего излучения происходит за 10 —10 с при этом возникают возбужденные молекулы воды, ионы Н2О+ и свободные электроны. Последние, обладая значительной энергией, ионизируют и возбуждают еще несколько молекул воды. В конечном итоге в случае гамма-, рентгеновского или электронного облучений образуются отдельные изолированные группы ионизированных и возбужденных молекул ( шпоры ), где и разыгрываются первичные акты химического действия ионизирующего излучения. В случае тяжелых частиц шпоры расположены близко друг к другу и сразу же после своего появления сливаются в сплошную цилиндрическую колонку. [c.594]

Радиолизом называют химические превращения под действием радиоактивных излучений. Ионы, возбужденные молекулы и электроны, образующиеся при поглощении излучения, успевают претерпеть целую вереницу превращений, которые приводят к тому, что в облученном веществе появляются совершенно новые частицы— продукты радиолиза. Начальные значения радиационной энергии значительно превосходят энергию связи валентных электронов. Поэтому поглощение этой энергии происходит не только в области частот, отвечающих полосам поглощения вещества, но и за пределами этих полос, т. е. имеет неизбирательный характер. Конкретный механизм радиационно-химического процесса не зависит от вида излучения и с количественной стороны характеризуется величиной поглощенной энергии. Для оценки эффективности действия излучения вводят количественную характеристику — так называемый радиационный выход g). Радиационный выход — выход числа молекул, атомов, ионов и других продуктов реакции на ]00 эВ поглощенной энергии. Для большей части веществ радиационный выход составляет 4—10 частиц. Однако для ряда реакций разложения =0,1, а для развивающихся по цепному механизму может достигать 10 -=-10 . [c.408]

Все химические реакции происходят с разрывом и образованием химических связей. По типу разрыва связей органические реакции делят на радикальные и ионные. Радикальные реакции идут с го-молитическим разрывом ковалентной связи. При этом пара электронов, образующая связь, делится таким образом, что каждая из частиц получает по одному электрону. Гомолитический разрыв характерен для неполярных или малополярных связей С—С, С—Н при нагревании или действии ультрафиолетового излучения. [c.271]

Первичный механизм воздействия инициирующего излучения на углеводород с растворенным в нем кислородом в общих чертах следующий. Фотон или частица высокой энергии при столкновении с молекулами вызывает образование положительно заряженных ионов КН и электронов Ъ. Часть электронов захватывается молекулами кислорода с образованием ионов Оа. Положительно заряженные ионы соединяются с электронами или отрицательно заряженными ионами, образуя возбужденные молекулы. Возбужденные молекулы диссоциируют на свободные радикалы. Таким образом, воздействие ионизирующего излучения на углеводород сводится к образованию свободных радикалов и возбужденных молекул. Различные виды излучений отличаются разной плотностью ионизации вдоль трека частицы (кванта) высокой энергии, а вследствие этого различной локальной концентрацией свободных радикалов. В случае а-частиц плотность ионизации вдоль трека частицы очень велика, длина пробега частицы мала. Вдоль трека каждой а-частицы возникает высокая концентрация свободных радикалов, главную роль в радиационно-химическом превращении под действием а-частиц должны играть реакции между свободными радикалами. Для электронов плотность ионизации вдоль пути частицы значительно ниже. В случае фотонов высокой энергии (рентгеновского и у-излучения) ионизация происходит более или менее равномерно по всему объему облучаемой жидкости. В этих случаях большую роль играют реакции радикалов с окружающими их молекулами. [c.194]

Реакции типа (3) представляют собой один из важных видов радиационно-химических реакций. Их механизм определяется тем, что под действием излучения происходит ионизация, после чего положительный ион нейтрализуется электроном или отрицательным ионом. Электрон приближается к положительному иону настолько быстро, что атомы, из которых состоит этот ион, почти не испытывают смещения (принцип Франка-Кондона). Таким образом, энергия нейтрализации переходит в энергию возбуждения продуктов реакции. Некоторые атомы и радикалы оказываются поэтому в таких энергетических состояниях, при которых их энергия превышает энергию диссоциации для соответствующей связи, и в результате происходит диссоциация по образцу реакции (3). Диссоциация М при этом процессе является мало вероятной. [c.62]

Частично из-за потребности в монохроматическом излучении возникли два раздела фотоэлектронной спектроскопии. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, сокращенно обозначаемая как РФС или ЭСХА (электронная спектроскопия для химического анализа), использующая рентгеновские лучи в качестве источника ионизирующего излучения, изучает в основном электроны оболочки (т.е. невалентные электроны). Создание этого метода приписывают Сигбану и сотр. [27]. В ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии (УФС) используют ультрафиолетовое излучение, имеющее более низкую энергию, и, таким образом, исследуют энергии связи валентных электронов. Обязанная своим развитием главным образом Тернеру и его сотрудникам [28], УФС предназначалась не только для измерения энергий связывания валентных электронов, но и для наблюдения за возбужденными колебательными состояниями молекулярного иона, образующегося в процессе фотоионизации. [c.331]

Это обстоятельство можно убедительно продемонстрировать на примере бензола и циклогексана. Согласно масс-спектрографическим данным, число ионов различных видов, образующихся при электронной бомбардировке обоих соединений, примерно одинаково (44 в случае бензола и 48 в случае циклогексана) [9], однако химическая устойчивость бензола и циклогексана при действии излучения с высокой энергией совершенно различна [4, 18]. Если подвергнуть [c.159]

При действии ионизирующих излучений на воду образуются ионы, свободные атомы, радикалы и возбужденные молекулы. Сведения о природе и относительном количестве образующихся ионов получают масс-спектрометрическим методом, позволяющим проследить начальные стадии радиационно-химических реакций. Соответствующие данные, полученные при электронном ударе в парах воды, приведены в табл. 4-10. [c.365]

Реакции, вызываемые ионизирующим излучением в циклогексане, исследованы широко. Циклогексан является удобным для изучения объектом, так как содержит связи углерод — углерод и углерод — водород только одного типа. Его радиационная химия предполагается относительно простой. В результате разрыва связей углерод — водород образуются три основных продукта водород, циклогексен и дициклогексил. По-видимому, механизм, включающий только последовательность радикальных реакций, может служить основой для понимания действия ионизирующего излучения. Однако нельзя считать, что механизм радиационного разложения прост. Действительно, тщательное изучение экспериментальных результатов показало, что радикальный механизм существенно недостаточен и требуется привлечение более сложного механизма. Так, например, многие химические реакции могут осуществляться одновременно в результате поглощения большого количества энергии одной молекулой. Наряду с электронными состояниями, характеризующимися различной энергией и мультиплетностью, образуются положительные ионы и электроны, причем вначале эти реакционноспособные частицы распределены неравномерно. Они участвуют в ионно-молекулярных реакциях и процессах захвата электрона и нейтрализации зарядов. Перенос заряда или энергии возбуждения к другим молекулам может привести к распаду их с образованием молекулярных продуктов, радикалов и атомов. Некоторые из этих процессов несущественны при радиолизе чистого циклогексана, но их значение заметно возрастает в присутствии добавок. [c.163]

Выше было показано, что все виды излучений высокой энергии взаимодействуют с веществом посредством образования заряженных частиц (электронов или тяжелых заряженных частиц), обладающих высокой энергией. Эти частицы действуют по существу одинаково, вызывая ионизацию и возбуждение атомов и молекул вокруг треков. Однако экспериментально установлено, что различные типы излучений часто вызывают разные конечные эффекты. Так, у учи, например, вызывают окисление ионов закиси железа в разбавленном водном растворе со скоростью 15,5 иона на 100 эв поглощенной раствором энергии. В то же время а-частицы полония на такое же количество поглощенной энергии дают только одну треть указанного числа ионов окиси железа. Причина этого несовпадения — различие в линейной плотности первичных актов вдоль треков ионизирующих частиц для этих двух видов излучения. В том случае, когда акты ионизации и возбуждения молекул совершаются близко друг за другом (а-частицы)-, образующиеся при этом реакционноспособные промежуточные продукты находятся достаточно близко, чтобы вступить между собой в химическое взаимодействие. Если же ионизации и возбуждения происходят в точках, разделенных между собой значительными расстояниями (у-лучи), взаимодействие образующихся при этом промежуточных продуктов становится менее вероятным и они с большей эффективностью реагируют с веществом, находящимся в облучаемой среде. Можно таким образом рассматривать два крайних механизма поведения ионизирующих излучений один из них характерен для идеальных а-частиц, другой — для идеальных у-лучей. Все наблюдаемые в действительности химические эффекты, обусловленные действием реально существующих видов излучений, по своему механизму занимают некоторые промежуточные положения. [c.22]

Другой вид реакции ионов представляет образование ионных роев [L31], Предположение о протекании такой реакции впервые возникло в двадцатых годах текущего столетия для объяснения того факта, что количество молекул, изменившихся под действием излучения, часто заметно превышает то, которое соответствует числу образовавшихся пар ионов. Согласно этому предположению, вокруг каждого иона образуется рой из окружающих его молекул. Химическое превращение этого роя происходит при его нейтрализации либо электроном, либо ионом или ионным роем, обладающим зарядом с противоположным знаком. Описанная гипотеза возникла в годы, когда не было еще ясного понимания роли возбужденных молекул, и представляла собой альтернативное объяснение высоких выходов [Е22, Е23]. Тем не менее само по себе образование ионных роев должно учитываться как явление и в настоящее время. [c.29]

Кампетти [80] наблюдал излучение положительньш ионов при соединении меди с кислородом или хлором и, определяя их подвижность, пришел к выводу, что эти ионы были образованы вероятно окисью меди. Клеменсивиц [243] указывает, что он наблюдал подобное явление при восстановлении окисленной меди в атмосфере водорода, Ребуль[332] предполагает, что аналогичные результаты получаются при окислении амальгамированного алюминия, натрия и кальция влажным воздухом, при действии сероводорода на серебро и щелочные металлы, и при действии двуокиси углерода на щелочь. Томсон [451, 452] наблюдал излучение электронов при введении водорода в сплав натрия и кальция. Хотя количество электронов было весьма значительным по сравнению с происходившим химическим действием, Томсон утверждает, что натрий, помещенный в атмосферу водорода, реагирует подобно платине и палладию, т. е. с увеличением излучения электронов. Считается, что водород вызывает изменение энергии, сопровождающееся выделением электрона, а также изменением контактного потенциала. [c.249]

Полак Л. С., Неравновесная химическая кинетика и ее применение, М., 1979. Л. С. Полак. РАДИАЦИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ, инициируется радикалами, положит, и отрицат. ионами, образующимися при взаимод. с в-вом излучения высокой энергии (напр., рентгеновского и 7-лучей, а- и (3-частнц, ускоренных электронов, протонов и др.). К Р. п. способны любые мономеры. Механизм зависит от их строения и условий р-дии (т-ра, природа р-рителя). Наиб, часто процесс проводится в жидкости, твердой фазе (см. Твердофазная полимеризация) и в адсорбц. слоях. Кинетика Р. п. в жидкости, структура образующихся полимеров и состав сополимеров определяются природой активного центра (радикальная, ионная). Особенности Р. п.— независпмопь скорости инициирования от т-ры, легкость регулирования мовщости дозы, Высокая степень чистоты получаемых полпмеров, возможность продолжения р-ции.после выключения источника излучения (пост-полимеризация), особенно в эмульсиях, с образованием полимеров высокой мол. массы. [c.488]

Химические превращения, протекающие в полимерах при действии на них лучистой энергии, уже давно интересовали человека. До последнего времени из различных видов излучений внимание исследователей привлекал главным образом свет. Та роль, которую играет свет в биохимических превращениях полимеров, а также в процессах их деструкции или старения, определяет необходимость того, что в будущем, как это было и в прошлом, большое число исследований в области полимерной химии будет по-прежнему посвящено исследованию фотохимических проблем. Преобладающее значение при этом приобретают работы по использованию световых воздействий в определенных контролируемых условиях для модификации свойств полимеров. Однако в последнее десятилетие еще более интенсивно, чем фотохимические превращения полимеров, исследовались вопросы взаимодействия полимерных веществ с ионизирующими излучениями (излучениями высокой энергии). Развитие исследований в этой области в большой степени связано с созданием промышленной ядерной технологии и новых более совершенных электронных и ионных ускорителей. Но оно было вызвано также и тем ожидаемым многообразием химических реакций, протекание которых должно стать возможным под действием излучений высокой энергии. Одновременное присутствие электронов, ионов, свободных радикалов и молекул в возбужденных и термолизованных состояниях явилось причиной появления многочисленных гипотез, имеющих целью объяснение наблюдаемых радиационно-химических превращений. Все более сложные экспериментальные исследования обеспечили получение данных, которые позволяли проверять и изменять эти гипотезы. Как будет видно из дальнейшего рассмотрения, ни один из предложенных механизмов нельзя считать однозначно доказанным. [c.95]

Согласно Р. Платцману [101 и А. Купперману [11, 12], этот процесс можно разделить на три стадии 1) физическую, 2) физико-химическую и 3) химическую. В первой стадии, продолжительность которой составляет 10 сек. [13], образуются ионы (главным образом НгО ) и возбужденные молекулы воды. Эти продукты во второй стадии (ее длительность составляет примерно 10" сек.) претерпевают ряд превращений, благодаря чему в системе устанавливается тепловое равновесие. В результате этих превращений возникают атомы Н, гидратированные электроны и радикалы ОН, а также, по-видимому, в некоторой степени На и НаОа. В третьей стадии радикальные продукты вступают в различные химические реакции. В местах высокой концентрации их (в шпорах или поблизости от них) происходят процессы рекомбинации с образованием молекулярных продуктов радиолиза воды — На и Н2О2. Как показывают расчеты, эта рекомбинация заканчивается за 10" —10" сек. [14]. Радикалы, избежавшие рекомбинации в шпорах , реагируют в объеме раствора с растворенными веществами или рекомбинируют. На рис. 1 приведена схема протекания во времени основных процессов при взаимодействии ионизирующего излучения с водой [15]. [c.6]

Впервые химический лазер, основанный на реакции между водородом и хлором, был разработан американскими исследователями, Однако им не удалось достичь успеха, поскольку затраты энергии на инициирование реакции, т. е. создание атомного хлора, во много раз превышали энергию лазерного возбуждения. Таким образом, данная реакция цепная, и в ней есть акт, дающий неравновесно возбужденные продукты, но она протекает с недостаточной скоростью. Поэтому для создания высокоэффективного химического лазера следует выполнить одновременно несколько условий, а именно реакция, лежащая в основе такого лазера, должна быть быстрой, идти по цепному механизму и должна приводить к образованию неравновесных возбужденных молекул, колебательная энергия которых значительно превышает энергию поступательного и вращательного движений. Идея использования быстрых цепных реакций была выдвинута впервые советскими учеными. В настоящее время широкое применение нашли цепные реакции водорода или дейтерия с фтором, в результате которых образуются возбужденные молекулы НР или ОР с неравновесным распределением энергии по колебательным степеням свободы. Излучение генерируется благодаря колебательным переходам в этих молекулах. Длина волны X излучения для НР составляет 2,7—3,2 мкм, а для ОР — 3,7—4,4 мкм. При добавлении оксида углерода (IV) к смеси дейтерия и фтора молекулы СОз забирают энергию у молекул ОР и переизлучают ее а области 10 мкм. Сравнительно недавно в США был создан хими ческий лазер, излучение в котором составляет 1,3 мкм. В его основу положена реакция молекулярного хлора с пероксидом водорода. Дело в том, что в растворе пероксид водорода диссоциирует на ионы Н+ и НО2 , которые активно реагируют с молекулами хлора. При этом взаимодействии возникает возбужденная молекула кислорода. Это так называемый синглетный кислород, в молекуле которого возбуждены не колебания, а долго живущие электронные состояния. Газообразный хлор пробулькппает через жидкую смесь пероксида водорода и гидроксида натрия, который [c.101]

Радиоактивный распад с испусканием Р- и а-частиц приводит к изменению заряда яДра, т. е. к превращению исходного ядра в ядро другого элемента. В случае Р"-распада атомный номер увеличивается на единицу, при р+-распаде — уменьшается на единицу. В обоих случаях массовое число не изменяется, В результате а-распада атомный номер уменьшается на два, а массовое число — на четыре. Часто а- и р-распад ядер сопровождается электромагнитным излучением очень высокой энергии, которое называют у-излучением. Наличие 7-излучения свидетельствует, что первоначально в результате радиоактивного распада образуется ядро в возбужденном состоянии, которое переходит в основное состояние с испусканием у-квантов. а- и Р-Частицы, так же как и 7-излучение, обладают высокой энергией, измеряемой сотнями тысяч и даже миллионами электронвольт. Для сравнения можно сказать, что энергия разрыва одной химической связи измеряется несколькими эВ энергия, необходимая для удаления одного электрона из окружающей атом электронной оболочки, измеряется несколькими эВ или небольшим числом десятков эВ, Поэтому каждая а- или р-частица или у-квант могут на своем пути произвести вполне ощутимые действия. Так, в газе, ударяясь о встречные атомы или молекулы, они способны выбивать из них электроны и превращать их в ионы. Поэтому газ становится на какой-то очень короткий промежуток времени более электропроводным, и если частица пролетела между электродами, то удается зарегистрировать прохождение тока ( вспышку электропроводности). Если число распадающихся атомных ядер не превышает несколько тысяч в секунду, то каждая вспышкй может быть зарегистрирована отдельно (электропроводность, возникшая в результате пролета одной частицы успеет упасть до малых значений перед пролетом следующей частицы) и тем самым можно считать число актов радиоактивного распада. Это [c.23]

Радиационно-химические процессы происходят при действии ионизирующих излучений высокой энергии возбудителями могут служить электромагнитные излучения (рентгеновское и у-излучение) и заряженные частицы высокой энергии (ускоренные электроны, а- и р-частицы, протоны и др.). Механизм воздействия ионизирующих излучений на реагирующую систему состоит в передаче энергии реагирующим веществам сперва происходит столкновение заряженных частиц с молекулами реагентов с образованием нестабильных активированных молекул, которые распадаются на атомы или взаимодействуют с невозбужденными молекулами, образуя ионы и свободные радикалы. При взаимодействии ионов и свободных радикалов друг с другом или с непревра-щенными молекулами возникают конечные продукты реакции. [c.254]

Прохождение ионизирующего излучения через вещество сопровождается передачей веществу энергии излучения, в результате чего происходит ионизация и электронное возбуждение его молекул. Ускоренные электроны, р-частицы, протоны, дейтроны, а-частицы и другое корпускулярное излучение производят ионизацию и возбуждение непосредственно или через выбитые электроны. Абсолютное количество частиц (молекул, атомов, ионов, свободных радикалов и т.п.), образующихся или расходующихся в химической системе при поглощении 100 эв энергии ионизирующего излучения, назьгоается радиационно-химическим выходом. Общепринято вслед за символом [c.157]

Высокая энергия ядерного излучения постепенно расходуется при его прохождении через воздух, воду и другие среды при встрече с атомами среды П1 1 каждом столкновении происходит возбуждение атомов среды, ионизация молекул или превращение в другой элемент за счет ядерной реакции При возбуждении атома электрон электронной оболочки временно переходит иа более высокий энергетический уровень, откуда он возвращается в пе1 она-чальное положение, выделяя энергию возбуждения Эта энергия может расходоваться на химические реакции или дать световую вспышку, как это происходит в сшштилляциоиных счетчиках Например, свечением возбужденных молекул азота объясняется светло-синее свечение внутри атомного реактора, заполненного топливными элементами Если электроны атома выбиваются из электронных оболочек, образуя пару ион + е , то имеет место процесс ионизации [c.206]

Скорость мономолекулярного распада ионов зависит от запаса их внутренней энергии. Молекулярные ионы, образующиеся при действии ионизирующих излучений на молекулы, в общем случае оказываются в колебательно- и электронно-возбужденных состояниях. Возникновение колебательного возбуждения иона связано с изменением характеристик колебаний молекулы (межъядерного равно(весного расстояния, частоты колебаний) при электронном переходе. Наиболее эффективно колебательное возбуждение ионов происходит ири удалении а-электронов, которые вносят наибольший вклад в энергию химической связи менее эффективно — в случае я-электронов и еще менее эффективно — при удалении /г-электронов гетероатомов, непосредственно не принимающих участия в химической связи. Заселенность колебательных уровней иона в основном или электронно-возбужденно1м состояниях зависит от механизма ионизации. Автоионизация обычно приводит к заселению более высоких колебательных уровней иона, чем прямая ионизация [8, 9]. Другим источником колебательного возбуждения [c.87]

Счетчики заполняются определенной газовой смесью. Корпус изготовляется из алюминия, нержавеющей стали или стекла, на которые осаждается слой какого-нибудь металла, например, меди. Посредине натягивается нить из химически стойкого материала, например, вольфрама. Между нитью и корпусом подается необходимая разность потенциалов Уа. Обычно нить является анодом, а корпус катодом. Напряженность электрического поля особенно велика вблизи нити. При попадании внутрь счетчика частицы (а-или Р-) происходит ионизация газа, В случае у-квантов ионизация газа внутри счетчика в основном осуществляется фото- и комптоно-вскими электронами, появляющимися при взаимодействии излучения со стенками счетчика. В результате ионизации газа образуются электроны и положительные ионы, В некоторых случаях электроны могут прилипать к нейтральным молекулам, давая отрицательные ионы. [c.45]

Понимание химических превращений, происходящих при взаимодействии излучений большой энергии с различными веществами, связапо с изучением происходящих нри этом элементарных процессов. В связи с этим нами была предпринята попытка исследовать характер ионизации п диссоцпацир в ионном источнике масс-снектромет1)а прп измерении энергии ионизирующих электронов в несколько десятков раз. Насколько нам известно, в литературе нот данных относительно подобных исследовапий. Имеющиеся работы, папример [27], по исследованию вероятности ионизаций нри различных энергиях были выполнены не на масс-спектрометрах, а па специальных приборах, регистрирующих суммарный ионный тот . В этих работах были исследованы главным образом сравнительно простые газы (Но, N2, СО2). [c.233]

Ионизирующим (пропикающим) излучением, или радиацией, принято называть коротковолновое электромагнитное излучение — рентгеновские и 7-лучи, высоко-энергетичпые заряженные частицы — электроны, про-топы, дейтоны, а-частицы и ядра отдачи, а также быстрые нейтроны — частицы, не имеющие заряда. Поскольку энергия этих излучений значительно превышает энергию, необходимую для ионизации атомов или молекул вещества и колеблющуюся от 5 до 25 э в, в процессе прохождения излучения через вещество образуются ионы — отсюда и название ионизирующие излучения . Химические [c.9]

Поддержание жизни обусловлено химическими процессами двух типов 1) фотохимическим превращением солнечной энергии в электрохимическую, необходимую для ассимиляции двуокиси углерода и воды с образованием восстановленных органических веществ и кислорода, и 2) процессом, обратным первому, т. е. окислением органических веществ с образованием двуокиси углерода и воды и с освобождением энергии. Ионы металлов участвуют в процессах обоих этих типов. Энергия солнечного излучения усваивается биосферой при участии магнийпорфириновых комплексов — хлорофиллов. Затем может происходить перенос электрона через ряд промежуточных переносчиков, таких, как цитохромы (Ре +/Ре +), ферредоксин (Ре Ре +) и пластоцианин (Си+/Си ) молекулярный кислород образуется при участии комплекса марганца. В процессах типа 2 участвуют ферменты, которые регулируют биосинтез и распад органических веществ. Поскольку биологические системы термодинамически неустойчивы, регулируемое освобождение энергии, происходящее во многих случаях при участии металло-ферментов, является основным условием существования жизни. [c.7]

ИМИ прием лучше всего можно продемонстрировать на примере сигналов при +3,3 м. д. в спектре восстановленного цитохрома и при +23,4 м. д. в спектре окисленного белка. Предполагается, что оба эти сигнала принадлежат метильной группе метионино-вого лиганда. Причины такого отнесения сигнала в восстановленном состоянии уже были рассмотрены, что же касается окисленного белка, то для него при отнесении указанного сигнала руководствовались следующими соображениями. Интенсивность сигнала соответствует трем эквивалентным протонам, а ширина достаточно велика, чтобы быть обусловленной релаксацией за счет близости атома железа. Кроме того, величина сдвига сигнала также соответствует ядрам, находящимся вблизи железа. Редфилд и Гупта взяли смесь восстановленного и окисленного цитохрома (1 1) и подвергли образец воздействию излучения при частоте, соответствующей сигналу +23,4 м. д., при мощности излучения, достаточной для насыщения сигнала в этом положении. Другими словами, они провели эксперимент по методике двойного резонанса таким образом, что сигнал при +23,4 м. д. исчез. Было замечено, что при этом уменьшился и сигнал при +3,3 м. д. Отсюда было сделано заключение, что электронный обмен между двумя формами белка идет быстрее, чем успевают релаксиро-вать метильные протоны метионина к своему равновесному состоянию в магнитном поле. Другими словами, насыщение резонансного сигнала метильных протонов в окисленном белке передается на резонансный сигнал тех же протонов в восстановленном белке. Эти эксперименты подтверждают, что указанные два сигнала действительно принадлежат одной и той же метильной группе. Следует отметить два обстоятельства. Во-первых, если насыщать сигнал, имеющий химический сдвиг 3,3 м. д., то это никак не влияет на сигнал при 23,4 м. д., поскольку последний очень быстро релаксирует. Во-вторых, два отдельных сигнала могут наблюдаться от смеси окисленного и восстановленного белка только в том случае, когда частота обмена между двумя состояниями окисления меньше, чем разность частот между двумя сигналами. Скорость переноса электрона между восстановленным и окисленным цитохромом с была оценена путем измерения степени уменьшения резонансного сигнала при 3,3 м. д. и времени спинрешеточной релаксации Т для этого сигнала с использованием некоторых теоретических построений [28, 29]. Было показано, что в отсутствие малых ионов транспорт электрона происходит быстрее при pH 10, т. е. в изоэлектрической точке цитохрома с, причем добавление солей при этом pH не влияет на скорость переноса электрона, тогда как уже при небольшом отклонении от изоэлектрической точки скорость обмена зависит от ионной силы [30]. [c.398]

Поглощение ионизирующего излучения приводит к образованию возбужденных и ионизированных молекул циклогексана и электронов. Экспериментальные результаты и теоретические расчеты показывают, что в жидком и твердом циклогексане большинство таких электронов, обладающих средними энергиями, будет термализовать-ся в кулоновском поле первичного иона. В чистом ж идком или твердом циклогексане в отсутствие веществ с высоким сечением захвата электрона основная часть этих электронов будет рекомбинировать со своими первичными ионами. В результате образуются высоковозбужденные молекулы циклогексана. Однако энергия некоторых электронов достаточна, чтобы покинуть поле первичного иона. Число таких разделенных ионных пар было определено с помощью электропроводности жидких углеводородов, измеряемой во время облуче-ния. Аллен и Хьюммел [2] нашли его равным 0,09 разделенных ионов на 100 эв рентгеновского излучения (1,5 Мэе), поглощенного в жидком н-гексане. Фримен [55], атакже Фримен и Фаяд [56] измерили электропроводности ряда жидкостей при у-облучении. Они определили, что в циклогексане около 0,1 электронов на 100 эв поглощенной энергии покидают свою первичную шпору. Маги [84] рассчитал выход разделенных зарядов при облучении быстрыми заряженными частицами (0,1). На основании химических данных Вильямс [126] установил, что выход свободных ионов в жидком циклогексане составляет 0,08 (разд. 4.5.2). Следовательно, вполне обоснованно можно заключить, что в чистом жидком и твердом циклогексане [c.164]