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4 • Collisions et réactions
par un nombre quantique J ; les valeurs expérimentales des quantas de vibration et
rotation, pour trois molécules courantes, sont présentées dans le tableau (4.9),
Tableau 4.9
Molécule
V
k
K
v
k
K
H 2
85,5
6320
O 2
2,08
2260
N 2
2,39
3380
où les énergies sont mesurées en kelvin. Notons une différence importante entre la
physique des gaz moléculaires et la physique des plasmas moléculaires :
• dans un gaz moléculaire, non ionisé, à température ordinaire T n , les états rotationnels sont excités mais les molécules restent en général dans l’état vibrationnel
fondamental :
E e E v kT n E r
• par contre, dans un plasma moléculaire, faiblement ionisé, à une température électronique T e typique de quelque eV, l’excitation vibrationelle constitue l’un des
principaux mécanismes de perte d’énergie pour les électrons :
E e kT e > E v E r .
La population électronique ne possède pas le monopole de la réactivité dans un
plasma ; les ions et les espèces neutres excitées sont aussi impliqués dans de nombreuses réactions dont l’étude relève de la physico-chimie des plasmas. Le tableau
(4.10) présente quelques-unes de ces nombreuses réactions ioniques.
Tableau 4.10
Processus
Réaction
Échange de charge résonnant
A + A + → A + + A
Échange de charge non résonnant
B + A + → B + + A
Détachement réactif
A + B − → AB + e
Recombinaison dissociative
AB + + e → A ∗ + B
Parmi cet ensemble, l’échange de charge est important, particulièrement s’il est résonant, en effet, il participe au transport des ions de façon significative et parfois
domine le transport par échange d’impulsion ; il crée aussi des neutres rapides et
des ions lents à partir d’ions rapides et de neutres lents. Pour l’hydrogène la section efficace d’échange de charge résonnant, à basse énergie, est de l’ordre de :
10
−15 cm
2
s EC 10
−14 cm
2 . La recombinaison dissociative est elle aussi importante, à haute pression dans les décharges moléculaires, le taux de réaction K (4.1)
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
4 • Collisions et réactions
par un nombre quantique J ; les valeurs expérimentales des quantas de vibration et
rotation, pour trois molécules courantes, sont présentées dans le tableau (4.9),
Tableau 4.9
Molécule
V
k
K
v
k
K
H 2
85,5
6320
O 2
2,08
2260
N 2
2,39
3380
où les énergies sont mesurées en kelvin. Notons une différence importante entre la
physique des gaz moléculaires et la physique des plasmas moléculaires :
• dans un gaz moléculaire, non ionisé, à température ordinaire T n , les états rotationnels sont excités mais les molécules restent en général dans l’état vibrationnel
fondamental :
E e E v kT n E r
• par contre, dans un plasma moléculaire, faiblement ionisé, à une température électronique T e typique de quelque eV, l’excitation vibrationelle constitue l’un des
principaux mécanismes de perte d’énergie pour les électrons :
E e kT e > E v E r .
La population électronique ne possède pas le monopole de la réactivité dans un
plasma ; les ions et les espèces neutres excitées sont aussi impliqués dans de nombreuses réactions dont l’étude relève de la physico-chimie des plasmas. Le tableau
(4.10) présente quelques-unes de ces nombreuses réactions ioniques.
Tableau 4.10
Processus
Réaction
Échange de charge résonnant
A + A + → A + + A
Échange de charge non résonnant
B + A + → B + + A
Détachement réactif
A + B − → AB + e
Recombinaison dissociative
AB + + e → A ∗ + B
Parmi cet ensemble, l’échange de charge est important, particulièrement s’il est résonant, en effet, il participe au transport des ions de façon significative et parfois
domine le transport par échange d’impulsion ; il crée aussi des neutres rapides et
des ions lents à partir d’ions rapides et de neutres lents. Pour l’hydrogène la section efficace d’échange de charge résonnant, à basse énergie, est de l’ordre de :
10
−15 cm
2
s EC 10
−14 cm
2 . La recombinaison dissociative est elle aussi importante, à haute pression dans les décharges moléculaires, le taux de réaction K (4.1)
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit