Rekombinacija (kemija)

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Pojdi na navigacijo Pojdi na iskanje

Rekombinacija je obraten proces ionizacije . Sestoji iz ujetja prostega elektrona z ionom . Rekombinacija vodi do zmanjšanja naboja iona ali do pretvorbe iona v nevtralen atom ali molekulo. Možna je tudi rekombinacija elektrona in nevtralnega atoma (molekule), ki vodi do nastanka negativnega iona, v redkejših primerih pa do rekombinacije negativnega iona s tvorbo dva- ali trikrat nabitega negativnega. ion. Namesto elektrona lahko v nekaterih primerih delujejo drugi elementarni delci, na primer mezoni , ki ustvarjajo mezoatome ali mezomolekule. V zgodnjih fazah razvoja vesolja je potekala reakcija rekombinacije vodika - tako imenovana doba primarne rekombinacije .

Prav tako je rekombinacija obraten proces homolitičnega cepitve kemične vezi . Rekombinacija je povezana s tvorbo navadne kovalentne vezi zaradi delitve neparnih elektronov, ki pripadajo različnim delcem ( atomi , prosti radikali ).

Primeri rekombinacije:

Rekombinacija je zelo eksotermna , zanjo je značilna zelo nizka ali ničelna aktivacijska energija . Zato te reakcije potekajo s sodelovanjem tretjega nevtralnega delca, ki odnaša reakcijsko energijo:

Matematični opis

Rekombinacija v medijih s prisotnostjo heteropolarnih ionov je opisana z naslednjo formulo:

tukaj - koncentracija pozitivnih ionov, - koncentracija negativnih ionov, Je rekombinacijski koeficient. Rekombinacijski koeficient imenovan tudi Langevinov koeficient, po francoskem fiziku Paulu Langevinu .

Izpeljava Langevinovega rekombinacijskega koeficienta

Razmislite o procesu rekombinacije dveh ionov. Da bi prišlo do akta rekombinacije, se morajo ioni približati drug drugemu na razdalji, manjši od Debyejevega polmera . Ko se ion približa drugemu na takšni razdalji, energija toplotne interakcije ne bo zadostovala za premagovanje električne sile, ki se pojavi med ioni.

Razmislite o krogli z Debyejevim polmerom, v središču katere je pozitivni ion. Nato lahko število negativnih ionov, ki vstopijo v to kroglo na enoto časa, najdemo po naslednji formuli:

Število rekombiniranih ionov lahko dobimo, če upoštevamo, da se vsi ioni, ki vstopajo v kroglo, rekombinirajo s pozitivnimi ioni, potem lahko to zapišemo z naslednjo formulo:

Če ta izraz primerjamo z zakonom rekombinacije, dobimo vrednost za Langevinov koeficient:

kje - mobilnost.

Literatura

  • Kemijski enciklopedični slovar. pogl. urednik I. L. Knunyants, M., Sovjetska enciklopedija. 1983, str 504

Poglej tudi

Opombe (uredi)