电荷转移态:
电荷转移或称为电荷交换,简称荷转。指的是正离子与中性原子碰撞时发生的电荷转移过程。这时,正离子将俘获原子中的一个价电子而成为原子;原子则因失去一个价电子而成为正离子。荷转过程属于第二类非弹性碰撞过程。在碰撞中,碰撞粒子的势能从一方转移到另一方。
电荷转移或称为电荷交换,简称荷转。
荷转过程属于第二类非弹性碰撞过程。在碰撞中,碰撞粒子的势能从一方转移到另一方。
例如,氖原子和氩原子间的荷转过程可表示为
Ne++Ar─→Ne+Ar++ΔE,
式中Ne、Ne+和Ar、Ar+分别代表氖和氩的原子、正离子;ΔE等于两个粒子的势能之差,当它们均处于基态时,ΔE就等于两者电离能之差。由于Ne的电离能大于Ar的电离能,ΔE为正值。这表示荷转过程中要释放多余的势能,释放的能量可以转化为碰撞粒子的动能,或使其激发;如果碰撞粒子是分子,还可以使分子离解。
也可能发生上述过程的逆过程
Ar++Ne─→Ar+Ne++ΔE,
这时ΔE为负值,它表示:要使荷转能够发生,需从碰撞粒子的动能中获得势能,这就要求粒子在碰撞前具有的动能超过两者的电离能的差值。
可以用量子力学的方法计算荷转几率,它依赖于碰撞粒子两者的势能之差。差值越小,几率越大,越容易发生荷转。当参与碰撞的离子和原子属于同一元素时,发生荷转的几率最大,这种荷转称为共振电荷转移。
荷转是气体放电中形成离子及中和离子的基本过程之一,在放电中起重要作用。利用荷转可产生快原子束。当正离子在电场中被加速通过气态原子时,由于荷转而成为快原子,原先的原子则成为慢离子。在受控聚变的研究中,测量荷转产生的快原子的能谱,可推算荷转前离子的温度。
电荷的转移:
由电荷转移作用形成的分子络合物。也称电子给体-受体络合物,即由富电子分子和缺电子分子形成的络合物。电子受体可分为σ受体和π受体。前者主要是卤代烷,后者是带负电性基团的烯、醌衍生物和芳香衍生物。电子给体也可分为两类:n给体和π给体。前者主要是含有N,O,S,P原子上未成键,n电子。后一类主要是芳香稠环化合物,可看成是π给体,又称n给体。电子给体和受体在不照光下,两分子间的化合物称基态电子转移络合物(CTC)。一些弱的给体、受体在基态不产生电荷转移反应,但在光照时能形成激发态电荷转移络合物。简称激基态络合物。电荷转移络合物具有电子传导性,可产生有机半导体、导体、超导体。电荷转移络合物往往具有颜色,其中许多不稳定,在溶液中与其组分以平衡状态存在,有些可形成稳定固体。