Vad är bindande energi?

Bindande energi är den energi som behövs för att ta bort en partikel från en atom.Varje del av en atom har bindande energi, men termen används vanligtvis för att hänvisa till den energi som krävs för att dela upp kärnan i en atom.Denna energi är integrerad i diskussioner om kärnklyvning och fusion.Elektronbindande energi kallas oftare joniseringsenergi.

Energin i kärnkraftsbindningar kan observeras genom att mäta en atommassa, vilket är mindre än summan av dess komponentmassa.Detta beror på att en del av massan hos kärnkraftspartiklarna omvandlas till energi enligt ekvationen E ' MC ² .Den saknade massan är källan till den bindande energin.De minsta atomerna har den lägsta kärnbindande energin.Det tenderar att öka med atomantalet upp till järn, som har den högsta bindande energin;Större atomer är mer instabila.

Kärnor är gjorda av protoner och neutroner.Liknande avgifter avvisar.Protoner är positivt laddade, och neutroner, som är neutrala, ger ingen balansering av negativ laddning.Kärnan i kärnan måste vara tillräckligt starka för att övervinna de avvisande krafterna för de positiva laddningarna på protonerna.Följaktligen finns det en stor mängd energi lagrad i dessa bindningar.

Processerna för kärnklyvning och fusion förlitar sig på frisättningen av kärnbindande energi.I fusion, deuterium, en väteatom med en neutron och tritium, en väteatom med två neutroner, bindning för att bilda en heliumatom och en reservneutron.Reaktionen frigör energin lika med skillnaden mellan den bindande energin före och efter fusionen.I fission delas en stor atom, som uran, i mindre atomer.Den sönderdelande kärnan frigör neutronstrålning och stora mängder energi från den förändrade styrkan hos kärnbindningar i de nya atomerna.

Joniseringsenergin hos en elektron varierar baserat på den typ av atom från vilken den separeras och antalet elektroner som har tagits bort från den atomen tidigare.Att ta bort yttre elektroner kräver mindre energi än att ta bort inre, och mer energi behövs för att dela upp ett par än för att ta bort en ensam elektron.Skillnaden i joniseringsenergier är orsaken till att vissa konfigurationer är mer stabila än andra: ju högre nästa joniseringsenergi, desto mer stabil är atomens tillstånd.Stabila föreningar dominerar i naturen;joniseringsenergier formar bokstavligen världen.