Realmente encontré este artículo en el Internet, que veo que es bastante claro acerca de la colisión atómica, espero que sea muy útil.
Colisión atómica
Un evento de colisión elemental entre dos partículas atómicas, que pueden ser átomos, moléculas, electrones o iones. Tal colisión es elástica o inelástica. En una colisión elástica, la energía cinética total de las partículas en colisión permanece igual que antes de la colisión: la energía cinética se redistribuye simplemente entre las partículas y las direcciones de movimiento de las partículas se alteran. En una colisión inelástica, la energía interna de las partículas en colisión cambia: las partículas experimentan transiciones a diferentes niveles de energía. Como resultado, la energía cinética total de las partículas no se conserva. En tal colisión, se cambia el estado electrónico de un átomo o el estado vibratorio o rotacional de una molécula (ver ESPECTRA MOLECULAR).
Las colisiones elásticas explican los fenómenos de transporte en gases o plasmas débilmente ionizados. El movimiento libre de las partículas se ve obstaculizado por las colisiones que sufren las partículas. En estas colisiones, las partículas son dispersadas por otras partículas. Los eventos de dispersión en los que la dirección de movimiento de una partícula cambia notablemente tienen el mayor efecto sobre el movimiento de la partícula. Por esta razón, la difusividad (transporte de partículas), el coeficiente de viscosidad (transporte de momento), la conductividad térmica (transporte de energía) y otros coeficientes de transporte de gas pueden expresarse en términos de una sección transversal efectiva para la dispersión de Los átomos o moléculas del gas en ángulos grandes. De la misma manera, la movilidad de los iones (ver MOVILIDAD DE IONES Y ELECTRONES) está conectada con la sección transversal efectiva para la dispersión de un ion por un átomo o molécula de gas en ángulos grandes. La movilidad de los electrones en un gas o la conductividad eléctrica de un plasma débilmente ionizado depende de la sección transversal efectiva para la dispersión de un electrón por un átomo o molécula de gas.
En el caso de que los átomos o moléculas con energías térmicas se dispersen en ángulos grandes, la sección transversal elástica se conoce como la sección transversal cinética de gas. Tiene un valor del orden de 10-15 cm2 y determina la trayectoria libre media de una partícula en el medio.
La dispersión elástica en ángulos pequeños puede afectar la naturaleza de la transferencia de radiación electromagnética en un gas. La energía de una onda electromagnética que pasa a través de un gas es absorbida y luego reemitida por los átomos o moléculas del gas. En este caso, incluso una interacción débil de la partícula emisora con las partículas que la rodean “distorsiona” la onda emitida, es decir, cambia su
Tabla 1. Procesos de colisión inelástica que involucran partículas atómicas y fotones.
Número Tipo de colisión Representación simbólica del proceso1
1 En las representaciones, AB y C representan un átomo o molécula, B * es un átomo o molécula excitado electrónicamente, e es un electrón, A + es un ion con carga positiva, A– es un ion con carga negativa, es un fotón, v es el número cuántico vibratorio de la molécula, y J es el número cuántico rotacional de la molécula; las flechas indican la dirección del proceso
1 Ionización por colisión de átomos y moléculas A + B → A + B + + e
2 Transición entre estados electrónicos A + B ⇆ A + B * e + B ⇆ e + B *
3 Transición entre estados vibracionales o rotacionales de las moléculas AB (v) + C → AB (v ′) + C e + AB (v) → e + AB (v ′) AB (J) + C → AB (J ′) + C e + AB (J) → e + AB (J ′)
4 Reacciones químicas A + BC ⇆ AB + C
5 Apagado de la excitación electrónica A + BC ⇆ A + B + C
6 Transferencia de excitación electrónica B * + AC (v) → B + AC (v ′)
7 Intercambio de espín (la proyección del espín de cada átomo cambia, mientras se conserva la proyección del espín total de los átomos) A + B * → A * + B
8 Despolarización de un átomo (se cambia la dirección del momento orbital de uno de los átomos en colisión)
9 Transiciones entre estados de la estructura fina e hiperfina de uno de los átomos o moléculas en colisión
10 Ionización de un átomo o molécula por impacto de electrones e + A → 2e + A +
11 Disociación de una molécula por impacto de electrones e + BA → e + A + B
12 Recombinación en colisiones triples e + B + + B (e) → A + B (e) A– + B + + C → A + B + C
13 recombinación disociativa e + AB + → A + B
14 Captura disociativa de electrones por una molécula e + AB → A– + B
15 Captura de electrones por una molécula En colisiones triples e + A + B → A– + B
16 Ionización asociativa A + B → AB + + e
17 Pening Ionization (el átomo A * está en un estado metaestable y su energía de excitación excede el potencial de ionización del átomo B) A * + B → A + B + + e
18 Neutralización mutua de iones A– – B + → A + B
19 Transferencia de carga iónica A – B + → A + + B
20 Reacciones de la molécula iónica A1 + BC → AB + + C A + + BC → AB + C *
21 Destrucción de un ion negativo A– + B → A + B + e
22 Conversión de iones atómicos en iones moleculares A + + B + C → AB– + C
23 Fotoexcitación de un átomo o molécula (con posterior emisión espontánea del átomo excitado) ħω + B → B *
24 Fotorrecombinación y fotolonización e + A1 ⇆ A + ħω
25 Fotodisociación y fotorecombinación de átomos y radicales ħω + AB ⇆ A + B
26 Captura radiactiva de electrones por un átomo e + A → A– + ħω
fase o frecuencia. En algunas condiciones, las características principales de una onda electromagnética que se propaga a través de un gas están determinadas por la dispersión elástica, por las partículas circundantes, de los átomos o moléculas que interactúan con la onda; aquí, la dispersión en ángulos pequeños juega un papel importante.
Se han observado muchos procesos diferentes de colisión inelástica. En la Tabla 1 se proporciona una lista de los procesos inelásticos que pueden ocurrir en un gas o un plasma débilmente ionizado. Los tipos específicos de colisiones de partículas inelásticas predominan en diferentes condiciones de laboratorio y en diferentes fenómenos naturales. Por ejemplo, la radiación de la superficie del sol resulta principalmente de colisiones entre electrones y átomos de hidrógeno, en los que se forman iones negativos de hidrógeno (número 26 en la Tabla 1). El proceso básico que subyace a la operación de un láser de helio-neón es la transferencia de la excitación de átomos de helio en estados metaestables a átomos de neón. El proceso básico en los láseres de gas molecular es la excitación de estados moleculares vibracionales por impacto de electrones (número 3); Como resultado de este proceso, la energía eléctrica de la descarga de gas se transforma parcialmente en energía de emisión láser. En las lámparas de descarga de gas, los procesos principales son la excitación de átomos por impacto de electrones (número 2) en lámparas fluorescentes y la fotorrecombinación de electrones e iones (número 24) en lámparas de alta presión. El intercambio de espín (número 7) limita los parámetros de los estándares de frecuencia cuántica, cuya operación se basa en transiciones entre estados de estructura hiperfina del átomo de hidrógeno o de átomos de metales alcalinos (número 9). Las propiedades de la atmósfera terrestre están determinadas por varios procesos de colisión inelásticos que involucran radicales libres, iones, electrones y átomos excitados. Diferentes procesos predominan a diferentes alturas.
