আয়নীকরণ হলো এমন এক প্রক্রিয়া যা দ্বারা একটি পরমাণু বা অণু সাধারণত অন্যান্য রাসায়নিক পরিবর্তনের সাথে একযোগে ইলেকট্রন গ্রহণ বা বর্জন করে একটি ঋনাত্মক বা ধনাত্মক আধান অর্জন করে। বৈদ্যুতিক আধানযুক্ত এই পরমাণু বা অণুকে আয়ন বলা হয়। আয়নীকরণ, অতিপারমাণবিক কণার সংঘর্ষ, অন্যান্য পরমাণু, অণু এবং আয়নের সংঘর্ষ বা তড়িচ্চুম্বকীয় বিকিরণের মিথস্ক্রিয়ায় ইলেকট্রন বর্জনের কারণে হতে পারে। হেটারোলাইটিক বন্ধন বিদারণ এবং হিটারোলাইটিক প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার ফলেও আয়ন জোড় গঠিত হতে পারে। অভ্যন্তরীণ রূপান্তর প্রক্রিয়া দ্বারা তেজস্ক্রিয় ক্ষয়ের মাধ্যমেও আয়নীয়করণ ঘটতে পারে, যার মধ্যে একটি উত্তেজিত নিউক্লিয়াস তার শক্তিটি অভ্যন্তরীণ শক্তিস্তরের ইলেক্ট্রনের একটিতে স্থানান্তরিত করে যার ফলে এটি বের হয়।

ব্যাবহারসম্পাদনা

গ্যাস আয়নীকরণের প্রতিদিনের উদাহরণগুলি হলো ফ্লুরোসেন্ট বাতি বা অন্যান্য বৈদ্যুতিক প্রবাহ বাতি। এটি গাইগার-মুলার কাউন্টার বা আয়নীকরণ কক্ষের মতো রেডিয়েশন সনাক্তকারীতেও ব্যবহৃত হয়। আয়নীকরণ প্রক্রিয়াটি মৌলিক বিজ্ঞানে (যেমন, ভর বর্ণালীবীক্ষণ) এবং শিল্প ক্ষেত্রে (যেমন, রেডিয়েশন থেরাপি) বিভিন্ন সরঞ্জামে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

আয়ন উৎপাদনসম্পাদনা

 
দুটি তড়িৎদ্বারের মধ্যে ধস প্রভাব। মূল আয়নীকরণ ঘটনাটি একটি ইলেকট্রনকে মুক্তি দেয় এবং পরবর্তী প্রতিটি সংঘর্ষের ফলে আরও একটি ইলেকট্রন মুক্ত হয়, সুতরাং প্রতিটি সংঘর্ষ থেকে দুটি ইলেক্ট্রন উদ্ভূত হয়: আয়নীকরণ ইলেকট্রন এবং মুক্ত ইলেকট্রন।

ঋণাত্মক আধানযুক্ত আয়নগুলি সৃষ্ট হয় যখন কোনও মুক্ত ইলেকট্রনের সাথে কোনও পরমাণুর সংঘর্ষ হয় এবং পরে বৈদ্যুতিক বিভব বাধার ভিতরে এটি আটকে যায়, ইলেক্ট্রনটি অতিরিক্ত শক্তি মুক্ত করে দেয়। প্রক্রিয়াটি ইলেক্ট্রন ক্যাপচার আয়নীকরণ হিসাবে পরিচিত।

আধান সম্পন্ন কণা (উদাঃ আয়ন, ইলেক্ট্রন বা পজিট্রন) বা ফোটনের সাহায্যে সংঘর্ষে একটি আবদ্ধ ইলেক্ট্রনকে প্রচুর পরিমাণে শক্তি স্থানান্তর করে ধনাত্মক চার্জযুক্ত আয়নগুলি সৃষ্ট হয়। প্রয়োজনীয় শক্তির প্রান্তিক পরিমাণ আয়নীকরণ বিভব হিসাবে পরিচিত। এই ধরনের সংঘর্ষগুলির অধ্যয়ন ফিউ-বডি সমস্যা সম্পর্কিত ক্ষেত্রে মৌলিক গুরুত্বের বিষয়, যা পদার্থবিদ্যার অন্যতম বৃহৎ অমীমাংসিত সমস্যা। গতিবৈজ্ঞানিকভাবে সম্পূর্ণ পরীক্ষা[১], অর্থাৎ এমন পরীক্ষাগুলি যেখানে সমস্ত সংঘর্ষের অংশগুলির সম্পূর্ণ ভরবেগের ভেক্টর (বিক্ষিপ্ত প্রজেক্টাইল, কুণ্ঠিত লক্ষ্য-আয়ন, এবং নির্গত ইলেক্ট্রন) নির্ধারিত হয়, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ফিউ-বডি সমস্যার তাত্ত্ব বোঝার অগ্রগতিতে বড় অবদান রেখেছিল।

সমতাপী আয়নীকরণ আয়নীকরণের একটি রূপ যেখানে একটি ইলেক্ট্রনকে একটি পরমাণু বা অণু থেকে সরিয়ে নেওয়া হয় বা তার সর্বনিম্ন শক্তি দশায় যুক্ত যুক্ত করে সর্বনিম্ন শক্তি স্তরে আয়ন গঠন করা হয়।[২]

আয়ন প্রভাবের কারণে টাউনসেন্ড প্রবাহ ধনাত্মক আয়ন এবং মুক্ত ইলেকট্রন তৈরির একটি ভাল উদাহরণ। এটি একটি গ্যাসীয় মাধ্যম, যেমন বায়ু মাধ্যমের পর্যাপ্ত উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রযুক্ত একটি অঞ্চলে ইলেকট্রনকে জড়িত এমন প্রপাত প্রতিক্রিয়া আয়নীত হতে পারে। মূল আয়নীকরণ ঘটনা অনুসরে, যেমন আয়নীকরণ রেডিয়েশনের কারণে ধনাত্মক আয়ন ক্যাথোডের দিকে প্রবাহিত হয়, যখন মুক্ত ইলেক্ট্রন যন্ত্রের আনোডের দিকে প্রবাহিত হয়। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি যথেষ্ট শক্তিশালী হলে, পরবর্তী ইলেক্ট্রনটি যখন অন্য একটি অণুর সাথে সংঘর্ষ ঘটায় তখন মুক্ত ইলেকট্রনটি আরও একটি ইলেকট্রনকে মুক্ত করার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি অর্জন করে। দুটি মুক্ত ইলেক্ট্রন তারপরে অ্যানোডের দিকে যাত্রা করে এবং পরবর্তী সংঘর্ষগুলি ঘটে যখন আয়নীকরণের প্রভাবের জন্য বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র থেকে পর্যাপ্ত শক্তি অর্জন করে। এটি কার্যকরভাবে ইলেক্ট্রন উৎপাদনের একটি চেইন বিক্রিয়া, এবং ধস বজায় রাখার জন্য এটি সংঘর্ষের মধ্যে পর্যাপ্ত শক্তি অর্জনকারী মুক্ত ইলেক্ট্রনের উপর নির্ভরশীল।[৩]

আয়নীকরণ দক্ষতা, ব্যবহৃত আয়নগুলির সংখ্যার সাথে অনুপাত হিসাবে ব্যবহৃত ইলেকট্রন বা ফোটনগুলির সংখ্যা।[৪][৫]

পরমাণুর আয়নীকরণ শক্তিসম্পাদনা

 
নিরপেক্ষ উপাদানের আয়নীকরণ শক্তি

পরমাণুর আয়নীকরণ শক্তির প্রবণতা প্রায়শই পারমাণবিক সংখ্যার সাথে সম্পর্কিত পরমাণুর পর্যায়ক্রমিক আচরণ প্রদর্শন করতে ব্যবহৃত হয়, যেমনটি ম্যান্ডেলিফের টেবিলে পরমাণুর ক্রম দিয়ে সংক্ষিপ্তসারিত হয়। তরঙ্গ কার্যকারিতা বা আয়নীকরণ প্রক্রিয়াটির বিশদে না গিয়ে পারমাণবিক কক্ষপথে ইলেকট্রনের ক্রম প্রতিষ্ঠা ও বোঝার জন্য এটি একটি মূল্যবান সরঞ্জাম। চিত্র ১ এ একটি উদাহরণ উপস্থাপন করা হয়েছে। বিরল গ্যাস পরমাণুর পরে আয়নিকরণ বিভবের পর্যায়ক্রমে হঠাৎ হ্রাস, উদাহরণস্বরূপ, ক্ষার ধাতুগুলিতে একটি নতুন শেলের উত্থানের ইঙ্গিত দেয়। তদ্ব্যতীত, আয়নীকরণ শক্তি ক্ষেত্রটির স্থানীয় সর্বাধিক, বাম থেকে ডানে এক সারিতে, s, p, d এবং f উপ-শেলগুলির সূচক।

আয়নীকরণের অর্ধ-চিরায়ত বর্ণনাসম্পাদনা

ধ্রুপদী পদার্থবিজ্ঞান এবং পরমাণুর বোর মডেল গুণগতভাবে ফটোআয়নাইজেশন এবং সংঘর্ষ-মধ্যস্থতা আয়নীকরণ ব্যাখ্যা করতে পারে। এ ক্ষেত্রে, আয়নীকরণ প্রক্রিয়া চলাকালীন, ইলেক্ট্রনের শক্তি যে বিভব বাধাটি পার করার চেষ্টা করছে তার শক্তি পার্থক্যকে ছাড়িয়ে যায়। আধা-চিরায়ত বিবরণ, টানেল আয়নীকরণের বর্ণনা দিতে পারে না কারণ প্রক্রিয়াটি চিরায়তভাবে প্রতিষিদ্ধ বিভব বাধার মধ্য দিয়ে ইলেক্ট্রনের উত্তরণে জড়িত।

আরো দেখুনসম্পাদনা

পদার্থের দশান্তর ()
  শেষ দশা
কঠিন তরল গ্যাস প্লাজমা
প্রাথমিক দশা কঠিন গলন উর্ধ্বপাতন
তরল ফ্রিজিং বাষ্পীভবন
গ্যাস তলানিকরণ ঘনীভবন আয়নিকরণ
প্লাজমা পূণর্সমন্বয়

তথ্যসূত্রসম্পাদনা

  1. Schulz, Michael (২০০৩)। "Three-Dimensional Imaging of Atomic Four-Body Processes"Nature422 (6927): 48–51। doi:10.1038/nature01415hdl:11858/00-001M-0000-0011-8F36-A PMID 12621427বিবকোড:2003Natur.422...48S 
  2. International Union of Pure and Applied Chemistry. "adiabatic ionization". Compendium of Chemical Terminology Internet edition.
  3. Glenn F Knoll. Radiation Detection and Measurement, third edition 2000. John Wiley and sons, আইএসবিএন ০-৪৭১-০৭৩৩৮-৫
  4. Todd, J. F. J. (১৯৯১)। "Recommendations for Nomenclature and Symbolism for Mass Spectroscopy (including an appendix of terms used in vacuum technology)(IUPAC Recommendations 1991)"। Pure Appl. Chem.63 (10): 1541–1566। doi:10.1351/pac199163101541  
  5. International Union of Pure and Applied Chemistry. "ionization efficiency". Compendium of Chemical Terminology Internet edition.