Как ион может захватить электрон, если электрону требуется точный импульс, чтобы соответствовать следующей орбитали?

Предположим, электрон приближается к протону с большей энергией, чем основное состояние водорода. Рассеется ли электрон? Если да, то как можно захватить электрон, если для этого потребуется именно правильный импульс?

Если вместо этого будет захвачен электрон, что произойдет с избыточной кинетической энергией?

Существует ли порог, при котором разница энергий слишком велика, или все электроны в окрестности ядра будут захвачены (при наличии вакансии в валентной оболочке)?

под «захваченным» вы имеете в виду: столкнуться с протонным/нейтронным ядром атома?
Извините, я должен был сказать "ион", а не "атом". Я имею в виду не «электронный захват» (электрон, сталкивающийся с ядром), а ион, достигающий стабильности за счет захвата электрона в валентной оболочке.
Избыток энергии может выделяться в виде фотонов.
Означает ли это, что почти все реакции нейтрализации ионов (не уверен в правильности термина) будут испускать фотоны?

Ответы (1)

Электрон можно захватить; избыточная кинетическая энергия уносится испускаемым фотоном. Вот, например, почему спектр рекомбинации водорода имеет «континуум», такой как континуум Лаймана : захват электронов с нулевой скоростью производит фотоны с энергией, равной потенциалу ионизации, с континуумом фотонов более высокой энергии от захвата электроны с ненулевыми скоростями (энергии отдельных фотонов = потенциал ионизации + кинетическая энергия электрона).

Поперечное сечение захвата электрона, по крайней мере, для ионов водорода (т. е. голых протонов) является обратной функцией квадрата скорости электрона. Таким образом, медленно движущиеся электроны захватываются легче, но строгого порога нет: некоторые быстро движущиеся электроны будут захвачены.