Кіріспе

Газ фазасындағы иондар мен молекулаларға қатысты ғылым саласы – газ фазасындағы ион химиясы химия және физика салаларының ішіндегі ғылым саласы болып табылады. Бұл ғылым газ фазасындағы иондар мен молекулаларды зерттейді, көбінесе бұл зерттеулер массалық спектрометрияның әртүрлі түрлері арқылы жүзеге асырылады. Осы ғылымның ең маңызды қолданысы – реакциялардың термодинамикасы мен кинетикасын зерттеу. Мысалы, иондардың сольватациясының термодинамикасын зерттеу осының бір мысалы. 1, 2, 3 еріткіш молекуласынан тұратын кішкентай сольватациялық қабаттары бар иондар газ фазасында зерттелуі мүмкін, содан кейін олар көлемді ерітіндіге экстраполяцияланады.

Өтпелі күйлер теориясы

Өтпелі күйлер теориясы – элементарлық реакциялардың жылдамдықтарын зерттейтін теория, ол реакцияға қатысушылар мен белсенді кешендер арасындағы ерекше химиялық тепе-теңдік (квази тепе-теңдік) бар екенін қабылдайды.

РРКМ теориясы

RRKM теориясы потенциалдық энергия бетінің негізгі қасиеттері арқылы мономолекулалық иондық ыдырау реакцияларының жылдамдықтарын жуықтап есептеу үшін қолданылады.

Газдық фазадағы иондар түзілуі

Атомды немесе молекуланы электрон немесе басқа иондар сияқты зарядталған бөлшектерді қосу немесе алып тастау арқылы ионға айналдыру процесі газ фазасында жүзеге асуы мүмкін. Бұл процестер газ фазасындағы иондық химияның маңызды құрауы болып табылады.

Ассоциативтік иондану

Ассоциативтік иондану – екі атомның немесе молекуланың газ фазасында өзара әрекеттесіп, бір иондық өнім түзуіне алып келетін реакция. Мұнда, артық ішкі энергияға ие А түрі (жұлдызшамен белгіленген) В түрімен өзара әрекеттесіп АВ+ ионын құрайды. Өзара әрекеттесетін бір немесе екі түрдің де артық ішкі энергиясы болуы мүмкін.

Химиялық иондану

Химиялық иондануда иондар реагенттік газдың иондарының басқа заттармен өзара әрекеттесуі арқылы пайда болады. Көп қолданылатын реагенттік газдарға: метан, аммиак және изобутан жатады.

Пеннинг иондау

Пеннинг иондалуы – газ фазасындағы қозған күйдегі атом немесе молекула G* пен мақсатты молекула M арасындағы өзара әрекеттесу, нәтижесінде радикалды молекулалық катион M+., электрон e− және бейтарап газ молекуласы G түзіледі.

Пеннинг иондалуы мақсатты молекуланың иондалу потенциалы қозған күйдегі атом немесе молекуланың ішкі энергиясынан төмен болғанда жүзеге асады. Сонымен қатар, ассоциативтік Пеннинг иондалуы да мүмкін.

Фрагментация

Газ фазасында көптеген маңызды диссоциациялық реакциялар жүзеге асады.

Тездетуден пайда болған диссоциация

CID (соқтығысу арқылы белсендірілген диссоциация, CAD деп те аталады) – газ фазасындағы молекулалық иондарды фрагменттеуге қолданылатын әдіс. Молекулалық иондар гелий, азот немесе аргон сияқты бейтарап газ молекулаларымен соқтығысады. Соқтығысу нәтижесінде кинетикалық энергияның бір бөлігі ішкі энергияға айналып, фрагменттеуге алып келеді.

Зарядты қашықтан бөлшектеу

Зарядтық қашықтықтан фрагментация – газ фазасындағы ионда жүзеге асатын, үзілген байланыс зарядың орналасқан жеріне іргелес емес ковалентті байланыстың үзілуінің бір түрі.

Қолданбалар

К. металл иондары мен аминқышқылдары, кішкентай пептидтер және нуклеобазалар арасындағы жұптық өзара әрекеттесулер теориялық тұрғыдан толыққанды зерттелген.