結合エネルギーとは

結合エネルギーは、原子から粒子を除去するために必要なエネルギーです。 原子の各部分には結合エネルギーがありますが、この用語は原子の核を分割するのに必要なエネルギーを指すために一般的に使用されます。 このエネルギーは核分裂と核融合の議論に不可欠です。 電子結合エネルギーは、より一般的にはイオン化エネルギーと呼ばれます。

核結合のエネルギーは、原子の質量を測定することで観察できます。原子の質量は、その成分の質量の合計よりも小さくなります。 これは、方程式E = mc ²に従って核粒子の質量の一部がエネルギーに変換されるためです。 不足している質量が結合エネルギーの源です。 最も小さい原子は最も低い核結合エネルギーを持っています。 結合エネルギーが最も高い鉄まで原子番号とともに増加する傾向があります。 大きな原子はより不安定です。

核は陽子と中性子でできています。 同様の料金が反発します。 陽子は正に帯電しており、中性の中性子はバランスの取れた負の電荷を提供しません。 核の結合は、陽子の正電荷の反発力に打ち勝つほど強くなければなりません。 その結果、これらの結合には大量のエネルギーが蓄積されます。

核分裂と核融合のプロセスは、核結合エネルギーの放出に依存しています。 核融合では、重水素（1つの中性子を持つ水素原子）とトリチウム（2つの中性子を持つ水素原子）が結合して、ヘリウム原子と予備の中性子を形成します。 反応は、融合前後の結合エネルギーの差に等しいエネルギーを放出します。 核分裂では、ウランのような大きな原子は小さな原子に分裂します。 分解する核は、新しい原子の核結合の強度の変化から中性子放射と大量のエネルギーを放出します。

電子のイオン化エネルギーは、分離される原子の種類と、その原子から以前に除去された電子の数によって異なります。 外側の電子を除去するのに必要なエネルギーは、内側の電子を除去するよりも少なく、ペアを分割するには、孤立電子を除去するよりも多くのエネルギーが必要です。 イオン化エネルギーの違いは、いくつかの構成が他の構成よりも安定している理由です。次のイオン化エネルギーが高いほど、原子の状態はより安定します。 自然界では安定した化合物が支配的です。 イオン化エネルギーは文字通り世界を形作ります。