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Was bedeutet ionisieren?

"Ionisieren" ist ein Begriff, der sowohl in der Physik als auch der Chemie das Gleiche bedeutet, denn beide Wissenschaften benutzen sowohl in Modellen als auch Experimenten Ionen.

Bei einem Blitz werden Luftmoleküle ionisiert.
Bei einem Blitz werden Luftmoleküle ionisiert.

Ionisieren - das bedeutet der Begriff

  • Atome bestehen aus einem positiv geladenen Atomkern und einer negativ geladenen Elektronenhülle. Je nach Element enthält der Kern als auch die Hülle mehr oder weniger geladene Teilchen, die Ladungsbilanz zwischen ihnen ist jedoch stets ausgeglichen, sprich: Das Atom ist neutral.
  • Das einfachste Element, der Wasserstoff, enthält nur eine positive Ladung (das Proton) im Kern, die Hülle besteht nur aus einem einzigen Elektron.
  • Entfernt man nun aus der Elektronenhülle ein oder mehrere Elektronen, so ist das verbleibende Atom nicht mehr neutral, sondern hat im Kern eine überschüssige positive Ladung.
  • Solche Atome werden sowohl in der Physik als auch Chemie "Ionen" genannt, der Prozess des Entreißens von Elektronen bedeutet "ionisieren" (das Verb) bzw. Ionisation (das dazugehörige Nomen).
  • Nicht nur für Atome, sondern auch für Moleküle bedeutet "ionisieren", dass ihm Elektronen entrissen werden. 

Übrigens: In der Chemie können sich auch die Anlagerung negativer Ladungen (also Elektronen) oder durch Dissoziation von Molekülen in Lösungen Ionen bilden. Diese Vorgänge werden jedoch im Allgemeinen nicht als "ionisieren" bezeichnet.

Ionisieren - so wird es gemacht

Wie jedoch kann man einem Atom ein oder mehrere Elektronen entreißen? Tatsächlich gibt es hier mehrere Methoden, von denen einige hier genannt werden sollen:

  • Unter dem Einfluss ionisierender Strahlung (daher der Name) kommt es zu Stößen mit den Hüllenelektronen, die bei ausreichender Energie "herausgekickt" werden. Der Fachbegriff heißt Stoßionisation. Ionisierende Strahlung können beschleunigte Elektronen, aber auch energiereiche Röntgen- oder Gammastrahlung sein.
  • Durch ausreichend große elektrische Felder kann man Atomen Elektronen entreißen; so lassen sich beispielsweise auch die Moleküle in der Luft ionisieren, sodass diese leitfähig wird (Blitz). Dieser Prozess heißt Feldemission.
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