1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 101
Текст из файла (страница 101)
Наконец, в опытах с отрицательными ионами может происходить избирательный захват первичных электронов примесями с образованием ионов примесей в пропорции, совер>иенца не соответствующей концентрации прпмесных молекул. По этим причинам следует критически относиться к данным о подвижности, полученным до !930 г., поскольку только с этого времени качали бь>стро совершенствоваться вакуумная техника и техника очистки газов. Следующий период стремительного улучшения эксперименталыюй техники наступил >зскоре после второй мировой войны, когда для измерения подвюкпостей впервые была применена быстрая импульсная и СВЧ электроника.
Следует также отметить замечатель>бчо> технику сверхвысокого вакуума, развившуюся за последние 15 лет, особенно в исследовательских лабораториях фирмы «Вестингауз» '1 3>тась приводится лишь малая часть опубликованных экспериментальных данных. Мы постараемся отобрать данные, представляюгцне наиболее общий интерес н относящиеся к ионам, которые удалось хотя бы более или менее определенно идентифицировать. Гораздо более подробный обзор ранних экспериментальных результатов можно найти в кинге Леба [01 11 ся, я»Гример, [1>3 !>71. ПалннжНОСТЬ НОНОВ В ГАЗАХ ГЛАвй р а. Инертные газы. Е Ионы о газе однова о ними рода при комнатной температуре. На фиг.
9.9.1. и 9.9.2. представлены данные о дрейфовой скорости ионов инертных газов в газах одного рода с ионами, полученные Хорнбеком (19) и Варин (20) на установке Хорпбека (гл, 9, $ 8, п. «в»). Как и всюду в этой книге, во баваио гоо вообоо !ооо гоар гуРо, вгсм. мы Рм ст Фиг. 9.9.1. Лрейфовйн скорость атомарных ионов гелия, неона и аргоиа в зависимости от Е1ро, Пунктиром слава от кыклой виспсрвмснтальной кривой массоны лрамыс с тангснсом !тла наклона, равным 1„а пунктиром справа — с такгсасом угла наклона, раввгым 1/г Пй1.
ро обозначает приведенное давление 273ргТ, где р — измеренное давление газа, а Т вЂ” абсолютная температура. Как опытыХорнбека, так и опыты Варин проводились при комнатной температуре. При наименьших значениях Е(ро, которых можно было достичь при методе Хорнбека, играли заметную роль как атомарные, так и молекулярные ионы, по при больших Е/ро наблюдались только атомарные ионы. В том узком интервале Е/ро, где возможно было сравнение подвиж!юстей атомарных и молекулярных ионов, подвижность молекулярного иона всегда оказывалась намного больше подвижности соответствующего ато- П Л!ак.данко. л 2 % ! зл в оо б сг оо во !оо гоо ооо боо !ооо Цр„в/см мм ргп сп! ма ного иона.
Испытываемая атомарными ионами резонансная пер р езарядка приводит к нх замедлению и более чем компенси~ет эффект различия масс, который в противном слу ррут ф вел бы к большей подвижности атомарных ионов..стано л . Установление ф кта, что более медле!шые из ионов — это атомарные ионы, было основано па том, что имешю атомарные, а не м . кулярпые ионы должны легко возникать в широком интервале че ий Е/ . Такое отождествление попов подтверждаетсятакзначений ро. ваннами в же согласием между кваптовомехапичсскими предсказ и го !а % Ъ в б ьл б а га Фиг.
ыи и гарвйч~онйн ск р 99.2 Д, ф н скорость атомарных ионов крнптоий и ксеионв н нйнисимостк от Рурп н й!гго, Пунктирнмс прнмыа в право таст й аспг графика имыот тангсис угла наклона, рав ы' / ! 1. отношении свойств этих ионов и результа~ами для слабых полей, получеш!ыми путем экстраполяции эксперкмептальпых дан- В табл. 9.9.1 представлены также подвижности атомарных н молекулярных ионов при пулевом поле, полученные Бионди и Чейнином (106, 113) путем экстраполяции их результатов к Е/ о=0. Результаты этих авторов хорошо согласуются с данными орн ек Хорнбека и Варпи, за псключепием случая молекулярного иона в аргопе. есь а .
Весьма вероятно, что в этом последнем случае ими в действитег!ы!Ости набл!одался другой вид ионов. С помощью своей установки с высоким разрешением Бити (971 наблюдал в очень чистом аргопе три различных иона с .подвижностью в нулевом поле, равной 1,535+-0,007, 1,833~-0,008 и 2,60+-0,02 омгго сок (фиг. 9.9.3), Низшее значение подвиж- НОСТП ЯВНО ОТ!ЮСИТСЯ К о стпосится к Дг+. Ион с промежуточным значением ГЛАБЛ 9 Таблица Яду Срзкисиио теорепгческях и зксперимеитзльиых зибчеикй похзижиости зтомзриых и молекуляриых ионов з инертных газах при малых колях поьякзьноста аырзжсны в сиьчачжл н осиосятса к тсмпсратурс ага" к и плопмстн 2,69 !О'ь частая,'смз. Оскам и Мнттсластзлт !112! и«лавка опрслслпли подвижности ионов в гели», навис н аргонс нз нзмсрсинй амбнпосжрпой диффузии.
Они получили слслужжкс поанпк ности ионов в таас тото жс рода, что и коььь Ис 10,7; Иь ' 4,1; Лг 1,0; 11ьт' 16,7, Исз' б,"; Лсз' 1,9. тсорня Экспсрвмсит Ион и таз Хорнгск!19! и Бзрнн 120! к, Х0 1,5 о 10,8 4,2 1,60 0,90 0,68 20,3 6,5 2,56 1,2! О [Ной ) 6,0 ( 2) 6,2 [10Ц 1,833; 2,60 [97] с,ьь ( подиижиости — это, вероятно, Агз', а самый быстрый иои --это, возможно, Агз' [! !9). По даииым Бити, иоп с промежуточным зиачеиием подоиукности образуется при реакции нона Аг' с газом и Б чистом газе является химически устойчивым. Бити ие использовал катафорез Б экспериментах с аргоиом, ио применение катафореза Бионди и Чейиином ие поплпяло заметиым образом иа пх результаты.
Все три иона, наблюдавшиеся Б опытах Бити с аргоиом, Бероятпо, были ионами аргоиа, однако идентификация молекуляриых ионов до сих пор ие является вполне Бадежпой, Недавна Бити и Паттерсон [!О1], Керр и др. [!09], а ьакже Оскам и Миттельстадт [112) измерили подиижпости иопои Б очепь чистом гелии и получили иитересиые результаты. До окоггчательной очистки гелия методом катафореза оии обпаружилп Б ием несколько Бидои покои. После такой очистки, согласно [10Ц, остается только три, а согласно [109, 1!2), —. только диа Била ионов. В отиошепии подвижности самого медленного из пшюи 1!аииые Бсех работ [101, ]09, 1!2) хорошо согласуются ие только 34 Не'.з Не меч к Не Аг" в Аг Кг" к Кг Хек к Хе ? БНе !Че~+ к ]Че 2 БАг Кг" з Кг Хе/ к Хе 10,8 4,4 1,63 0,9-.0,96 0,6 — 0,6сь 19 5,86 1,9 1,! — 1,2 0,67 — О„ 77 Бноиди н «аавтово-[ '! Л'"г: ]! 10,5 [10Ц 10,6 10,2 [29] 18,3 4,0 [!ОЦ 4,2 [32] 6,68 1,636 [97] 1,62 [32) 2,26 1,0 [106] 1,34 О 66[!06] О,84 16,7, 20 [10Ц 16,2 2 подииж1юсть иОиОБ Б ГАзлх 531 между собой, ко и с результатами Хорибека, Биопди и Чейиика [см, табл.
99.!). Б1то же касается Бсличипы подвижности иона с промсжуточиым зпачегшем подиижгюсти, то опа, по их результатам (п!ьиблизительио !6,5 сгиб/0 сек), намного меньше, чем по дапиым рапних опытов Хорпбека, а такуке опытов Биоиди р Чейдшпа. Соотаетстиугощий иоп химически устойчив, и есть 0 Ю 20 30 40 50 60 70 ВО С/ро, и/сж жлтргы.спт Ф к г. 9,9.3.
Подзижиости покое и зргоае з зависимости от Е/ро. 1 — лзнныс Бати !971, 2 — лвнмыс Биоилв и Чсйьояы !106!. Пзнмснсс полвижпыи являстсн ион Ат ' . Ион с промсжутоожй нсличььььой подвижности почти ваасрняка прслставлвст собой Ас ь, а самый подзввжык ион-ат, всровтььо, Лг !97, 1061. а ь 2 ' основания счктать его попом Нез . хотя подвижность 16,5 слгз/0 ° сек пампого мепьше предсказаппой Джелтмеяом [34) БЕЛИЧИшь! 22,7 Сж/0 Сеи. СБМЫИ бЫСтрЫИ ПЗ ИОНОВ, НабЛЮдаВ- шихси Б гелии Бити и Г1аттерсопом, имеет подвижность 20 сиз!в-сск Б хорошем соотиетстиии с иелпчииой, полученной предыдушими исследоиателями для того иона, который опи прииимали за иои Нез.
Бити и Паттерсон [101) указывают дза зпачеиия подиижяости ионов Б чистом неоне [см. табл. 9.9.1), одпо из которых отпосится к ьчгсч, а другое — к химически устойчииому иону, образуюшемуся ии лету из попа ]т]е'. Послелпий, веРоятно, представляет собой гк]е". Оскам и Миттельстадт [1!2) также оггредсляли подиижпости атомарных и молекулярйых покои неона и аргоиа иа оспоие исследоиаиия амбиполяриой диффузии Б этих !азах. Их данные, приводимые Б поясиепии к табл. 9.9.1, хорошо согласуются с результатами Бити и Паттсрсопа. гллвл в Что касается лапиых о полвюкпости остальных из указанных в табл.
9.9.1 молекулярных ионов, то их следует, веРоятно, рассматривать как прецварительиые цо тех пор, пока опыты ие будут провецепы на гааах такой же чистоты, как в экспериментах Бити и Патгерсона, Керра и л)х, а также Оскама и МитТГльстацта. Во многих масс-спектрометрических исследоваипях иаблюдались лвухатомиые ионы инертных газон. По-видимому, существует по мепьшей мере два механизма образовапия таких ионов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
