Sitoutumisenergian

Sitoutumisenergia on energiamäärä, joka tarvitaan erottamaan järjestelmä sen koostavista osista. Se kuvaa sitoutuneen järjestelmän stabiilisuutta sekä ydissä että kemiallisissa yhteyksissä. Ydin- ja kemiallinen sitoutumisenergia liittyvät toisiinsa massan ja energian välisen E = mc^2 -yhteyden kautta.

Ytimen sitoutumisenergia kuvaa, kuinka paljon energiaa vaaditaan erottamaan protonit ja neutronit ydinrungosta. Se syntyy vahvasta ydinvoimasta ja liittyy massaeroon: todellinen ydinmassa on pienempi kuin erillisten protonien ja neutronien massojen summa. Määritelmäksi voidaan antaa B(Z,A) = [Zm_p + Nm_n − M(Z,A)] c^2, jossa Z on protonien lukumäärä, A massaluku, M(Z,A) ydinmassan arvo. B/A kuvaa sitoutuneen energian määrää kutakin nukleonia kohti; suurin arvo esiintyy noin A ≈ 56, Fe, noin 8,7–8,8 MeV/nukleoni. Energiaa vapautuu fuusiossa kevyiden ydinrippen yhdistyessä ja fissiosta raskaiden ytimien hajoituessa.

Chemial binding energy kuvaa energian määrää, joka tarvitaan kemiallisen sidoksen purkamiseksi. Se liittyy elektronien ja atomien välisiin voimakkuuksiin ja ilmenee sidoksen katkaisun energiana, usein ilmoitettuna kilojouleina per mol (kJ/mol) tai elektronivolteina per sidos. Esimerkkejä: C–H-sidos noin 413 kJ/mol, O=O-sidos noin 498 kJ/mol. Sidoksia muodostamalla vapautuu energiaa; rikkomalla energiaa vaaditaan.

Sitoutumisenergian käsite on keskeinen sekä ydinvoiman että kemian reaktioiden entalpian ja energian ymmärtämisessä, sekä massan ja energian yhteyden ilmaisemisessa.