或稱為電荷交換,簡稱荷轉。正離子與中性原子碰撞時發生的電荷轉移過程。這時,正離子將俘獲原子中的一個價電子而成為原子;原子則因失去一個價電子而成為正離子。

  荷轉過程屬於第二類非彈性碰撞過程。在碰撞中,碰撞粒子的勢能從一方轉移到另一方。

  例如,氖原子和氬原子間的荷轉過程可表示為

Ne++Ar─→Ne+Ar+E

式中Ne、Ne+和Ar、Ar+分別代表氖和氬的原子、正離子;ΔE等於兩個粒子的勢能之差,當它們均處於基態時,ΔE就等於兩者電離能之差。由於Ne的電離能大於Ar的電離能,ΔE為正值。這表示荷轉過程中要釋放多餘的勢能,釋放的能量可以轉化為碰撞粒子的動能,或使其激發;如果碰撞粒子是分子,還可以使分子離解。

  也可能發生上述過程的逆過程

Ar++Ne─→Ar+Ne+E

這時ΔE為負值,它表示:要使荷轉能夠發生,需從碰撞粒子的動能中獲得勢能,這就要求粒子在碰撞前具有的動能超過兩者的電離能的差值。

  可以用量子力學的方法計算荷轉幾率,它依賴於碰撞粒子兩者的勢能之差。差值越小,幾率越大,越容易發生荷轉。當參與碰撞的離子和原子屬於同一元素時,發生荷轉的幾率最大,這種荷轉稱為共振電荷轉移。

  荷轉是氣體放電中形成離子及中和離子的基本過程之一,在放電中起重要作用。利用荷轉可產生快原子束。當正離子在電場中被加速通過氣態原子時,由於荷轉而成為快原子,原先的原子則成為慢離子。在受控聚變的研究中,測量荷轉產生的快原子的能譜,可推算荷轉前離子的溫度。