|
Gazlardagi elektr zaryadli zarralarning turlari. Gazlarda elek- trlangan zarralar elektronlar, manfiy va musbat ionlar bo‘lishi mumkin. Bitta elementar manfiy elektr zaryadi olib yuruvchi moddiy zarra elektron deb ataladi. Tinch holatida elektronning massasi 9,10721 •Ю-28 g yoki vodorod atomi massasidan 1840 marta yengildir. Elektronning zaryadi 1,59 40-19 Kl. Ion — o‘zi- da zaryad olib yuruvchi atomdir. Ion manfiy va musbat bo‘lishi mumkin. Bir yoki bir necha elektronlar qo‘shilgan atom manfiy ion deb, bir yoki bir necha elektronlar ketgan atom musbat ion hisoblanadi. Ionning massasi amalda alohida atomning massasiga teng. Vodorod atomining massasi eng kichik bo’ladi (1,66 •IO-24 g). Musbat ionlarni barcha atomlar va molekulalar hosil qilishi mumkin, manfiy ionlarni esa elektron bilan turdosh bo‘lgan elek- tromanfiy elementlar oson hosil qiladi. Ftor, xlor, azot, kislorod va boshqalar shunday elementlardir. Elektronning neytral atomga yoki manfiy zaryadlangan ionga qo‘shilishida ajralgan va elek- tron-voltlarda ifodalangan energiya miqdori elektronga turdoshlik deb ataladi. Elektronning potensiallar farqi IV bo‘lgan tezlashish- li elektr maydonida olgan energiyasiga teng energiya birligi elek- tron-volt deb ataladi.
Ionlash va uyg‘otish potensiallari. Atom yadrosi bog‘lanish- laridan elektronni ajratib, musbat ion hosil qilish uchun ma’lum miqdorda energiya sarf qilish zarur. Elektronni ajratish uchun sarflangan energiya ionlashish ishi deb ataldi. Elektron-voltlar- da ifodalangan ionlashish ishi ionlash potensiali deb ataldi. Gaz molekulasi yoki atomiga bog‘langan elektronga biror qo‘shim- cha miqdor energiya berilsa, elektron energetik sathi yuqoriroq bo‘lgan yangi orbitaga o‘tadi, molekula yoki atom esa qo‘zg‘algan holatda bo‘ladi. Gaz atomi yoki molekulasini uyg‘otish uchun sarf qilish kerak bo‘lgan elektron-voltlarda ifodalangan energiya miqdori uyg‘otish potensiali deyiladi. Gaz atomi yoki molekulasi- ning uyg‘ongan holati turg‘un bo‘lmaydi va elektron yana qay- tib statsionar orbitaga qaytishi mumkin, atom yoki molekula esa uyg‘onmagan normal holatga qaytishi mumkin. Bunda uyg‘otish energiyasi atrof fazoga yorug‘lik elektromagnit nurlanishi tarzida uzatiladi.
Ionlash va uyg‘otish potensiali kattaligi atomning tabiatiga bog‘liq. Seziy bug‘larining ionlash potensiali (3,9eV) eng kichik, geliy gazining ionlash potensiali esa eng katta (24,5eV) bo‘ladi. Ishqoriy-yer metallar (seziy, kaliy, natriy, bariy, kalsiy)da elek- tron bilan yadro orasidagi bog‘lanish kuchli emas, shuning uchun ularning ionlash potensiallari eng kichik bo‘ladi, uyg‘otish va elektronning chiqarish ishiga temir, marganets, mis va nikelga nisbatan kam energiya sarflanadi. Ionlash va uyg‘otish potensiali payvandlanayotgan metalnikidan kam bo‘lgan elementlar elek- trod qoplamalari tarkibiga kiritiladi, bunda gazlarda yoy zaryad- sizlanishning turg‘unligi ortadi. Elektronni metaldan yoki suyuq jismdan ajratish uchun zarur bo‘lgan energiya miqdori elektron- ning chiqish ishi deb ataladi va u elektron-voltlarda ifodalanadi.
Yoy oralig‘ida gazlarning ionizatsiyalanishi
Elektr gaz zaryadsizlanishida gazlar zarb bilan urilishi, fotoion- lashishi, issiqlik, elektr maydoni vositalarida ionlashishi mumkin.
Zarb bilan ionlashishda elektrodning manfiy qutbi (katod)dan chiqqan elektronlar molekular gaz orqali musbat qutb (anod)ga qarab yorug‘lik tezligida harakatlanadi. Elektronlar o‘z harakati- da gazning molekulalari va atomlari bilan to‘qnashib, ularning orbitalaridan elektronni urib chiqaradi va bunda musbat ionlar hosil qiladi. Elektrod sirtidan urib chiqarilgan elektronlar bir- lamchi elektronlar deb, neytral zarralar (atomlar) orbitalaridan urib chiqarilgan elektronlar ikkilamchi elektronlar deb ataladi. Ikkilamchi elektronlar ham boshqa molekulalar va atomlar- ga zarbiy ta’sir ko‘rsatishi mumkin va uchlamchi deb ataluvchi elektronlarni hosil qilishi mumkin, bunday elektronlar kinetik energiyalarini yo‘qotganda neytral zarralar bilan manfiy ionlar hosil qilishi mumkin (manfiy ionlar kislorodda, azot oksidlarida, galoidlarda, suv bug‘larida va shunga o‘xshashlarda oson hosil bo‘ladi). Hosil bo‘lgan musbat va manfiy ionlar qarama-qarshi ishorali qutblarga qarab yurishga intiladi. Musbat ionlar manfiy ionlar yoki elektronlar bilan to‘qnashganda neytral molekulalar yoki atomlar hosil bo‘ladi (rekombinatsiya jarayoni).
Ionlashadigan zarraning erkin elektron yoki neytral atom bilan to‘qnashishi elastik ham, noelastik ham bo‘lishi mumkin. Elastik zarbada kinetik energiya o‘zgarmaydi, noelastik zarbada kinetik energiyaning bir qismi ichki ishga — uyg’onish yoki ionlashish- ga sarf bo‘ladi. Shuning uchun to‘qnashuvdan so‘ng zarraning energiyasi kamayadi. Zarba beruvchi (uriluvchi) zarraning kine- tik energiyasi uyg‘otish yoki ionlash ishidan katta bo‘lgandagina zarra uyg‘onishi yoki ionlashishi mumkin.
Fotoionlashishda gaz oralig‘iga yorug‘lik energiyasi ta’sir qil- ganda gazning atomlari va molekulalari yorug‘lik kvantlarini (fotonlarni) yutib, elektr zaryadlangan zarralar — elektronlar yoki ionlar hosil qiladi. Gaz atomlari va molekulalarining yorug‘lik kvantlari yutish hisobiga elektr zaryadlangan zarralar hosil qilish jarayoni fotoionlashish deyiladi. Yorug‘lik kvantli energiyasi gaz molekulasining ionlash ishidan katta bo‘lganidagina fotoionla- shish bo‘lishi mumkin.
Issiqlikdan ionlashishda gazlarda yuqori haroratlar ta’siri- da katta kinetik energiya zapaslariga ega bo‘lgan gaz zarralari- ning noelastik zarbalari natijasida elektr zaryadli zarralar hosil bo‘ladi. 2000oK ga yaqin haroratda gazlarda elektr zaryadlangan zarralarning hosil bo‘lishi anchagina sezilarli bo‘lib qoladi.
Gazning termik ionlashish darajasi deganda hosil bo‘lgan elektr zaryadi zarralar sonining gazning ionlashishgacha bo‘lgan hajmidagi neytral zarralar umumiy miqdoriga bo‘lgan nisbati tushuniladi. Atmosfera bosimida gazning ionlashish darajasi ha- rorat o‘zgarishi bilan o‘zgaradi (2.1.1-rasm) va ionlash potensiali- ga bog‘liq bo‘ladi.
Payvandlash vaqtida yoy oralig‘ida birgina gaz emas, balki gaz va bug‘larning aralashmasi ham bo‘ladi, shuning uchun gaz va bug‘lar aralashmasiga kirgan har bir gazning ionlashishi alohida gazning ionlashishidan boshqacha o‘tadi. Gaz aralashmasining ionlashish darajasini aniqlash qulay bo‘lishi uchun «ionlash effek- tiv potensiali» tushunchasi kiritiladi. Ayni bir harorat, bosim va konsentratsiyada xuddi gaz aralashmasi singari miqdorda zaryadli
Yoy ustuni harorati, °K
Do'stlaringiz bilan baham: |
