Ionisation
Définition
Une ionisation est une décomposition (ou dissociation) d'une molécule en ions. C'est le phénomène chimique ou physique par lequel sont produits des ions, des atomes ou des molécules chargés électriquement du fait de l'excès ou du manque d'électrons par rapport à un atome ou une molécule neutre.
L'énergie de première ionisation est la quantité d'énergie nécessaire pour éliminer complètement l'électron le plus faiblement lié d'un atome gazeux isolé.
Schéma de principe d'une ionisation :
L'énergie de première ionisation est l'énergie nécessaire pour retirer un électron d'un atome de gaz chargé de manière neutre. Il quantifie la quantité d'énergie nécessaire pour fabriquer un cation de charge à partir d'un atome de gaz neutre. L'énergie de première ionisation varie dans le tableau périodique car elle dépend de l'interaction de propriétés faciles à comprendre, comme la taille de l'atome (rayons atomiques) ou la charge nucléaire effective, et d'effets quantiques plus complexes comme le blindage électronique.
Explications
L'espèce chimique avec plus d'électrons que l'atome ou la molécule neutre s'appelle un anion et elle a une charge nette négative et celle avec le plus petit cation électronique, ayant une charge nette positive. Il existe plusieurs façons de former des ions d'atomes ou de molécules.
Voir aussi : rayonnement ionisant, rayonnement non ionisant.
Chimie
Dans certaines réactions chimiques, l'ionisation intervient par transfert d'électrons; Par exemple, le chlore réagit avec le sodium pour former du chlorure de sodium, constitué d'ions sodium (Na+) et d'ions chlorure (Cl-). La condition pour la formation d'ions dans les réactions chimiques est généralement une forte différence d'électronégativité entre les éléments qui réagissent ou les effets de résonance qui stabilisent la charge.
De plus, l'ionisation est favorisée par les milieux polaires qui stabilisent les ions. Ainsi, le pentachlorure de phosphore (PCl5) a une forme moléculaire non ionique dans des milieux légèrement polaires tels que le toluène et se dissocie en ions dans des solvants polaires tels que le nitrobenzène O2NC6H5.
La présence d'acides de Lewis comme dans les halogénures d'aluminium ou le trifluorure de bore (BF3) peut également favoriser l'ionisation due à la formation de complexes stables tels que [AlCl4-]. Ainsi, l'addition de trichlorure d'aluminium à une solution de chlorure de trityle (Cl-CPh3), un composé organique, entraîne la formation de tétrachloroaluminate de tritylium ([AlCl4] - [CPh3]+), une substance ionique et l'ajout de chlorure d'aluminium au tétrachlorocyclopropène (C3Cl4, liquide organique volatil) permet d'obtenir le trichlorocyclopropényltétrachloroaluminate ([AlCl4]-[C3Cl3]+) sous forme d'un solide incolore. A ce processus s'ajoutent les sommes des électrons composées de charges moins négatives au noyau du premier atome consécutif.
Physique
Dans l'environnement (air, eau, sol, etc.), certains micro-organismes ou microbes pourraient être nocifs et survivre en tirant parti des nutriments disponibles pour se développer ou rester en leur sein.
La stérilisation est la pratique qui vise à détruire ou à éliminer tous les microbes. L'effet bactéricide du rayonnement est connu depuis l'Antiquité, par exemple on sait que le rayonnement solaire, ou plus précisément le rayonnement ultraviolet, sont des agents de stérilisation naturels, mais le rayonnement électromagnétique infrarouge est le moins efficace en raison de sa grande taille. longueur d'onde.
La stérilisation par rayons gamma est une technologie qui a été identifiée comme une alternative sûre pour réduire la charge microbienne dans les aliments et les intrants qui entrent en contact direct avec eux, réduisant ainsi le risque de transmission de maladies d'origine alimentaire dans la production et la transformation., la manipulation et la préparation de ceux-ci, tout cela augmente la qualité et la compétitivité des produits, en leur donnant une plus grande valeur ajoutée.
L'énergie ionisante peut provenir de trois sources différentes : les rayons gamma, une machine génératrice d'électrons et les rayons X. La source la plus commune de rayons gamma est le cobalt-60.
Les rayons gamma sont composés d'ondes électromagnétiques de très courte longueur d'onde qui pénètrent dans les contenants et les produits exposés à cette source, entraînant de petits changements structurels dans la chaîne d'ADN des bactéries ou des microorganismes, entraînant leur mort ou leur stérilité. pas de possibilité de répliquer. La technologie permet le traitement des produits dans leur emballage final.
L'énergie ionisante peut être appliquée à une grande variété de produits afin de stériliser ou de réduire la charge microbienne, en éliminant les agents pathogènes pouvant être nocifs pour la santé. Parmi les produits traités figurent : les produits alimentaires, les cosmétiques, les produits médicaux, les herbes médicinales, les produits de laboratoire et pharmaceutiques, les aliments pour animaux et les emballages.
La technologie existe commercialement depuis les années 1950 et est autorisée dans plus de trente pays, pour plus de cinquante produits alimentaires. Il est approuvé par d'importantes organisations internationales telles que l'OMS ou la FAO. Ces entités peuvent recommander, réglementer ou légiférer sur l'application correcte de la technologie, en établissant les paramètres de fonctionnement appropriés et les doses maximales applicables à chaque type de produit.
Les rayons gamma ne quittent aucun type de résidus et sont efficaces contre les organismes pathogènes et permettent d'obtenir des aliments sains et inoffensifs. Ceci est confirmé par ceux qui ont opté pour cette alternative, dont l'utilisation s'est développée ces dernières années. Diverses enquêtes ont montré qu'il n'y avait pas de perte significative d'éléments nutritifs dans les aliments.
Énergie de première ionisation
Les chimistes représentent généralement les énergies de première ionisation avec des équations chimiques très simplifiées. Les équations incluent des termes pour les éléments chargés de manière neutre avant qu'ils ne soient ionisés et des termes pour les ions et électrons chargés positivement qui sont créés pendant le processus d'ionisation lui-même. L'élément chargé neutre et les termes ioniques chargés positivement sont toujours écrits avec des symboles d'état gazeux car les énergies d'ionisation sont mesurées pour les gaz plutôt que pour les liquides ou les solides.
L'équation suivante montre l'énergie de première ionisation pour les atomes de sodium à l'état gazeux : Nag → Na+g + e-, et l'énergie de première ionisation vaut +496 kJ/mol.
Les énergies de première ionisation sont toujours des nombres positifs car il faut dépenser de l'énergie pour éliminer les électrons de la couche externe des atomes chargés de manière neutre.
L'énergie de première ionisation dépend de propriétés physiques telles que la taille de l'atome (rayon atomique) car les forces d'interaction électrostatique dépendent de la distance entre les particules chargées de manière opposée. Des atomes relativement gros ont une grande distance entre leurs protons et leurs électrons, et ils ont de faibles forces d'attraction agissant sur leurs électrons les plus énergétiques.
Il y a plus de distance entre les protons et les électrons de valence dans les gros atomes, ce qui explique pourquoi les valeurs d'énergie de première ionisation diminuent généralement en taille vers le bas de n'importe quel groupe du tableau périodique. Les atomes grossissent dans un groupe, ce qui signifie qu'ils ont des forces d'attraction plus faibles agissant sur leurs électrons les plus énergétiques.
Synonymes, antonymes
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