Hvad er bindende energi?
Bindende energi er den energi, der er nødvendig for at fjerne en partikel fra et atom. Hver del af et atom har bindingsenergi, men udtrykket bruges ofte til at henvise til den energi, der kræves for at opdele kernen i et atom. Denne energi er integreret i diskussioner om nuklear fission og fusion. Elektronbindende energi kaldes mere ofte ioniseringsenergi.
Energien i nukleare bindinger kan observeres ved at måle et atommasse, som er mindre end summen af dets komponenters masse. Dette skyldes, at en del af massen af nukleare partikler omdannes til energi i henhold til ligningen E = mc 2 . Den manglende masse er kilden til den bindende energi. De mindste atomer har den laveste nukleare bindende energi. Det har en tendens til at stige med atomnummer op til jern, der har den højeste bindende energi; større atomer er mere ustabile.
Kerner er lavet af protoner og neutroner. Lignende afgifter afviser. Protoner er positivt ladede, og neutroner, der er neutrale, giver ingen afbalancerende negativ ladning. Kernens bindinger skal være stærke nok til at overvinde de afvisende kræfter af de positive ladninger på protonerne. Derfor er der en stor mængde energi, der er gemt i disse obligationer.
Processerne med nuklear fission og fusion er afhængige af frigivelsen af nukleær bindende energi. I fusion binder deuterium, et hydrogenatom med et neutron og tritium, et hydrogenatom med to neutroner til dannelse af et heliumatom og et reserve neutron. Reaktionen frigiver energi lig med forskellen mellem den bindende energi før og efter fusionen. I fission splittes et stort atom, ligesom uran, i mindre atomer. Den nedbrydende kerne frigiver neutronstråling og store mængder energi fra den ændrede styrke af nukleare bindinger i de nye atomer.
Ioniseringsenergien i et elektron varierer afhængigt af den type atom, hvorfra den adskilles, og antallet af elektroner, der er blevet fjernet fra dette atom før. Fjernelse af ydre elektroner kræver mindre energi end at fjerne indre, og der er behov for mere energi for at opdele et par end at fjerne en ensom elektron. Forskellen i ioniseringsenergier er grunden til, at nogle konfigurationer er mere stabile end andre: jo højere den næste ioniseringsenergi, desto mere stabil er atomets tilstand. Stabile forbindelser dominerer i naturen; ioniseringsenergier former bogstaveligt talt verden.