Química de radiación

Reacciones químicas de radiación

En discusiones más detalladas sobre el mecanismo de las reacciones químicas de radiación, se consideran las funciones de excitación e ionización. La información sobre el primero está disponible a partir de los extensos datos de la fotoquímica; con frecuencia, el proceso de excitación inicial no produce ningún efecto químico significativo. Por el contrario, la ionización puede resultar en una gran variedad de cambios químicos que involucran el ion positivo, el electrón saliente y los estados excitados resultantes de la neutralización de la carga, así como la fragmentación de iones positivos (padres) y las reacciones de moléculas de iones. Algunas de esas consecuencias se resumen para unos pocos casos.

Diferentes canales de fragmentación del mismo ion padre (por ejemplo, el ion propano C3H8+), comoEcuaciones químicas.compite a menos que esté prohibido por consideraciones energéticas. Debido a que los potenciales de ionización de varios fragmentos posibles pueden diferir en gran medida, la localización de la carga puede ocurrir solo en uno de ellos. Por otro lado, debido a que la ionización inicial rara vez conduce al estado fundamental del ion positivo, la energía generalmente es adecuada para la rotura del enlace.

Reacciones iónicas-moleculares, como la que existe entre un ion de agua y una molécula,  Ecuación química. son más importantes en la fase condensada, y la fragmentación es más importante en la fase gaseosa. El ion original en agua líquida casi invariablemente sufre una reacción de molécula de iones como se indicó anteriormente. Muchas reacciones de moléculas de iones tienen secciones transversales altas. El mismo ion puede sufrir fragmentación o reacción de molécula de iones, dependiendo de las circunstancias. Por lo tanto, el metano (CH4), actuó sobre la radiación gamma de alta energía, produciendo un electrón, simbolizado porEcuación química. puede ir seguido de fragmentación,  Ecuación química. así como una reacción de molécula de iones,  Ecuación química.

El electrón expulsado en un proceso de ionización inicial puede ionizar y excitar aún más otras moléculas en su camino, causando así otras transformaciones químicas. Además, puede producir cambios químicos propios por unión disociativa, como en el tetracloruro de carbono (CCl4) y el óxido nitroso (N2O),Ecuaciones químicas.y por formación de iones negativos de naturaleza permanente o virtual (es decir, de muy corta duración). Muchos de los iones negativos producidos en un proceso de disociación son químicamente reactivos (H, O, etc.).) también. Los iones negativos virtuales están casi invariablemente en un estado vibracional alto, es decir, están vibracionalmente calientes.

El punto importante a tener en cuenta de esta discusión limitada de los efectos físicos primarios y sus consecuencias en la química de la radiación es que, en general, cada uno de estos efectos es el progenitor de muchas ionizaciones y excitaciones, cuya distribución en el espacio depende de la energía de la partícula involucrada, así como del sistema atravesado. No hay un único proceso primario resultante que corresponda al resultado de la absorción de un único fotón óptico y, por lo tanto, no es análogo al concepto de rendimiento cuántico en fotoquímica.

En química de radiación, los rendimientos se informan convencionalmente sobre la base puramente empírica del número de moléculas de un tipo particular producidas (o destruidas) por 100 EV’ de entrada de un tipo particular de radiación. En la radiólisis (descomposición inducida por radiación) del ciclohexano, por ejemplo, por radiación gamma de cobalto-60 o por electrones de aproximadamente 2,000,000 eV de energía, el rendimiento total de hidrógeno por entrada de 100 eV se da con frecuencia como aproximadamente 5.6 o G(H2) 5 5.6, en el que el símbolo G se lee como «el rendimiento de 100 electrones-voltios de.»A veces se usa una g pequeña para denotar el rendimiento de 100 electrones-voltios de un intermedio postulado que no se puede determinar directamente mediante medición.

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