Краткий ответ
Третий вариант: отрицательные ионы образуются за счёт процесса «прилипания» свободного электрона к нейтральному атому или молекуле.
Почему именно так
- В пламени при ионизации появляются свободные электроны и положительные ионы. Электрон — самая лёгкая и подвижная частица, поэтому именно от его «судьбы» зависит, будут ли в продуктах сгорания отрицательные ионы.
- Электрон может быть захвачен нейтральной частицей с большим сродством к электрону (например, молекулой O₂, H₂O, CO₂). Такой захват и называют «прилипанием» (присоединением): O₂ + e⁻ → O₂⁻ В результате получается отрицательный ион, а не свободный электрон.
- При высоких температурах теплового движения хватает, чтобы разрывать такие связи, — отрицательные ионы «разваливаются», и в газе преобладают свободные электроны.
- При низких температурах разрушение почти не идёт, а прилипание продолжается, поэтому равновесие смещается в сторону отрицательных ионов — они накапливаются.
Разбор остальных вариантов
- «Диссоциация молекул с большим сродством к электрону» — это лишь частный случай (диссоциативное прилипание), а не общий механизм; в формулировке нет главного — захвата самого электрона.
- «Накопление диссоциированных продуктов и преобладание электронов» — противоречие: если преобладают свободные электроны, значит, прилипание неэффективно и отрицательных ионов как раз мало. Преобладание электронов характерно для высоких температур, а не низких.
Проверка
Логическая цепочка: низкая температура → слабое тепловое разрушение отрицательных ионов → захват (прилипание) электронов преобладает над отрывом → в продуктах сгорания есть отрицательные ионы. Значит, причина — именно прилипание электрона к нейтральной частице.