基本介紹
- 中文名：電離勢能
- 外文名：Ionization potential energy
- 定義：外層電子離開原子所需的最小能量
- 屬性：原子能量
- 產生原因：原子的電離
- 實際套用：質譜儀
簡介,原理,實際套用,
簡介
拆除原子外層所需的最小能量稱為電離勢能。一般來說，拆除最外層電子所需要的總能量稱為一級電離勢能；拆除次外層電子所需要的總能量稱為二級電離勢能，依此類推。最容易逃逸的電子是所在最外層軌道上具有最高能級的電子，在逃逸時需要獲得的能量最小，因此越高級的電離勢能幾才臭洪越大，一級電離勢能最小。在一般條件下，逃逸的電子總是最外層的電子。
原理
原子結構理論認為原子是由原子核及圍繞核運動的若干個電子組成的。電子受到核的庫侖力吸引並在不同能級的穩定狀態的軌道上繞核運動。具有您擔催最小能量的電子軌道稱為基態，兩相鄰能級軌道之間電子能量之差為一個光子所具有的能量，所以電子運動的軌道是離散的。當電子從高能級軌道躍遷到相鄰的低能級軌道戲滲府旬時，電子釋放出一個光子；反之當電子從低能級軌道躍遷到高能級軌道時，電子必須獲得光子能量整數倍數的能量。組成氣體分子之間以及分子與光子之間頻繁的碰撞，分子之間相互交換著能量。經過多次碰撞有些原子中處於外層高能級軌道上的電子獲得足夠多的能量之後逃逸所在的電子軌道，這一電子不再相對任何一個原子或分子作軌道運動，而是受當地的電場和磁場或其它形式的引力場支配下進行運動。逃逸電子的原子或分子稱為離子，電子總是帶一個負電荷的，離子可能帶有一個或多個正電荷。在分子動力論中，不考慮可能捕獲電子而帶負電荷的離子。當電子逃逸原子或分子時，就說原子或分子被電離了。而原子電離需要的能量就是我們通常所說的電離勢能。
實際套用
1.低壓水銀蒸汽放電燈
在過去的幾十年中，低壓水銀蒸汽放電燈幾乎占據了低壓放電燈的照明市場，它的光視效能達到了120 lm/W，僅小於低壓鈉放電燈。通過燈管的電流使水銀蒸發，同時電子同水銀原子碰撞導致紫外光的產生。這種水銀蒸汽電燈是由美國發明家彼得·庫珀（Peter Cooper）在不罪糊己採用磷光體的情況下首先發明的，到目前為止仍然是光視效能最高的方法。
像水銀和氬氣這樣的混合物被稱糠紙檔為潘寧( Penning)混合物，因為它接近一種成分的亞穩態能級（氬的亞穩態能級在11.53~11.72 eV）和其他成分的電離能（水銀的電離能是10.44 eV）。對於潘寧混合物來說，由於能量轉變過程的發生，分解在一個更低的電場情況下就會發生。能量譽籃儲存在一種成分的亞穩態能級，然後轉換給另一種成分的原子，從而導致電離。
2.氬弧焊
氬弧焊是氬氣保護焊的簡稱。氬氣是惰性氣體，在高溫下不和金屬起化學反應，也不溶於金屬，可以保護電弧區的熔池、焊縫和電極不受空氣的有害作用，是一種較理想的保護氣體。氬氣電離勢能高，引弧較困難，但一旦引燃就很炒櫻船穩定。氬氣純度要求達到99.9%，我國生產的氬氣純度能夠達到這個要求。氬弧焊分鎢極(不熔化極)氬弧焊和熔化極(金屬極)氬弧焊兩種。
