Что такое энергия связывания?

Энергия связи - это энергия, необходимая для удаления частицы из атома. Каждая часть атома имеет энергию связи, но этот термин обычно используется для обозначения энергии, необходимой для расщепления ядра атома. Эта энергия является неотъемлемой частью обсуждений ядерного деления и синтеза. Энергия связи электрона чаще называется энергией ионизации.

Энергию в ядерных связях можно наблюдать, измеряя массу атома, которая меньше суммы масс его компонентов. Это связано с тем, что часть массы ядерных частиц преобразуется в энергию в соответствии с уравнением E = mc ² . Недостающая масса является источником энергии связи. Самые маленькие атомы имеют самую низкую энергию связи ядра. Он имеет тенденцию к увеличению с атомным номером до железа, которое имеет самую высокую энергию связи; большие атомы более нестабильны.

Ядра состоят из протонов и нейтронов. Подобные обвинения отталкивают. Протоны заряжены положительно, а нейтральные нейтроны не дают уравновешивающего отрицательного заряда. Связи ядра должны быть достаточно прочными, чтобы преодолевать отталкивающие силы положительных зарядов на протонах. Следовательно, в этих связях хранится большое количество энергии.

Процессы ядерного деления и синтеза зависят от высвобождения энергии ядерной связи. При синтезе дейтерий, атом водорода с одним нейтроном, и тритий, атом водорода с двумя нейтронами, образуют атом гелия и запасной нейтрон. Реакция высвобождает энергию, равную разнице между энергией связи до и после синтеза. При делении большой атом, как уран, распадается на более мелкие атомы. Разлагающееся ядро ​​высвобождает нейтронное излучение и большое количество энергии из-за изменяющейся силы ядерных связей в новых атомах.

Энергия ионизации электрона изменяется в зависимости от типа атома, от которого он отделяется, и количества электронов, которые были удалены из этого атома ранее. Удаление внешних электронов требует меньше энергии, чем удаление внутренних, и для расщепления пары требуется больше энергии, чем для удаления одинокого электрона. Разница в энергиях ионизации является причиной того, что некоторые конфигурации более стабильны, чем другие: чем выше следующая энергия ионизации, тем более стабильным является состояние атома. Стабильные соединения доминируют в природе; энергии ионизации буквально формируют мир.