перезарядка ионов

ПЕРЕЗАРЯДКА ИОНОВ - элементарный процесс взаимодействия положительного иона с нейтральным атомом (молекулой) газа, при к-ром один из электронов нейтральной частицы переходит к иону. П. и. происходит по схеме: А⁺ + B°A° + B⁺ (верх. индексы указывают заряд частицы). Если при П. и. внутр. энергия системы взаимодействующих частиц не меняется, то перезарядка наз. резонансной. Обмен электроном между атомарным ионом и атомом того же элемента (или между молекулярными ионом и молекулой того же вещества) - пример такой симметричной резонансной перезарядки.
Вероятность П. и. определяется эфф. сечением перезарядки s, к-рое зависит от рода сталкивающихся частиц, их относит, скорости v и т. п. параметра Месси (а - расстояние порядка атомных размеров, - изменение внутр. энергии). В случае симметричной резонансной П. и. параметр Месси равен 0, т. к.=0, и сечение перезарядки s монотонно растёт с уменьшением скорости столкновения и при тепловых энергиях может значительно превышать газокинетич. сечение.
Для перезонансной перезарядки в зависимости имеется максимум при ~ 1; при больших скоростях столкновения поведение такое же, как для симметричной резонансной перезарядки, а при малых скоростях столкновения сечение экспоненциально падает с уменьшением v.
Типичным примером П. и. может быть перезарядка протонов на атомах (симметричная резонансная П. и.) и молекулах (пере-зонансная П. и.) водорода (рис.).

Возможна также резонансная П. и. с образованием возбуждённого атома, когда электрон захватывается на один из свободных верхних энергетич. уровней.
В электроотрицательных газах возможна П. и., при к-pой положит. ион захватывает два электрона, превращаясь в отрицат. ион. П. п. возможна вблизи поверхности металла. При этом ион нейтрализуется электроном металла.
П. и. играет существ. роль в балансе частиц высокотемпературной плазмы; определяет торможение пучка атомов, инжектированных в плазму того же элемента, подвижность ионов в собств. газе, свойства газоразрядной плазмы, созданной в атомном газе, и т. д.

Лит.: Мотт Н., Месси Г., Теория атомных столкновений, пер. с англ., [3 изд.], М., 1969; Никитин Е. Е., Смирнов Б. М., Медленные атомные столкновения, М., 1990.

Б. М. Смирнов.

   <<      Предметный указатель      >>