空气电离-空气中的离子

“离子(ion)”一词来源于希腊语,原为动词,是动作的意思,有旅行者的含义。最早作为术语使用是用来描述不同溶液的通过效果;此时分子将被电离成正离子、负离子或电子,并向与极性相反的电极移动。瑞典学者S.A.Arrhenius的理论认为移动的离子是带电荷 的原子,这一理论在发现电子后被证实。

离子可以定义为失去电子或获得电子的原子或分子。当一个原子或分子具有相同数量的电子和质子时,它的电荷是平衡的,或者说是中性的。如果失去一个电子,则该原子或分子带上正电荷,成为正离子;得到电子则成为负离子。

空气是一种包含有氢气、氮气、二氧化碳、水蒸气以及其他一些微量气体的混合气体。空气在宇宙射线、自然射线等的作用下发生电离。一般而言,宇宙射线在越高的地方越强。大气层中,高的地方气压变低,空气密度变小,在高度为13km左右的地方宇宙射线的电离作用最大。而地壳中的放射性物质的电离作用仅发生在地表面上。此外,水流与海浪的摩擦、闪电等也会产生空气离子。当空气中一种或一种以上的气体分子获得或失去电子的时候,我们称为空气离子化。

空气离子是由气体分子、水蒸气、尘埃等所形成的种类繁杂的“团”组成。按其大小可分为小离子、中离子、较大离子及大离子等。通常情况下,10个中性气体分子包裹在一个带电的分子周围,形成一个小离子。小离子在空气中漂浮运动,遇到相反极性的离子或接地表面后,失去电荷,又恢复为中性分子。在洁净空气中,小离子的寿命极短,仅有几秒钟或几分钟。静电中和法的离子主要是小离子。小离子在适当的条件下会吸附在空气中的微粒或较大的分子团上,形成中离子、较大离子或大离子等。

自然界的空气离子中,每立方厘米包含约2000-3000个离子,其中正、负离子的数量为1.2:1。在一个自然通风的建筑里,这个数量会降至每立方厘米500个。在管道通风(空调通风)的建筑里,离子数更少,不超过每立厘米100个。


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