sitoutumisenergiasta

Sitoutumisenergia on fysikaalinen suure, joka kuvaa sitä energiaa, jota tarvitaan erottamaan järjestelmä pysyvästi sen koostavista osista. Toisin sanoen se mittaa sidoksen vahvuutta: suurempi sitoutumisenergia tarkoittaa tiiviimpää sidosta. Kun osat liittyvät toisiinsa, energia vapautuu; hajottaessa tarvitaan energiaa.

Ytimen sitoutumisenergia, eli nukleaarinen sitoutumisenergia, kuvaa energiamäärää, jota tarvitaan erottamaan ydin sen protoni- ja neutroniosista. Sen voi laskea massatietojen perusteella: E_b = Δm c^2, missä Δm on massaero eli summa vapaiden nukleonien massoista poikkeaa ytimen massasta. BE/A eli sitoutumisenergia per nukleoni antaa ytimen energian tiheyden. Esimerkiksi 56Fe:n BE/A on noin 8,8 MeV. Suurin BE/A-arvo esiintyy kevyissä ja keskisarvoisissa ytimissä.

Kemiallinen sitoutumisenergia kuvaa sidosten muodostumisen tai katkaisemisen energiaa kemiallisissa yhdisteissä. Sidosenergiaa ilmaistaan usein hajoamiskokona energiana. Esimerkkejä: H-H-sidos noin 436 kJ/mol (noin 4,5 eV per sidos), C-C-sidos noin 348 kJ/mol (noin 3,6 eV). Sidosten vahvuus vaihtelee suuresti.

Mittaukset ja laskelmat: Nukleaarisen sitoutumisenergian arvot saadaan massataulukoista ja ydinreaktioista sekä teoreettisista malleista; kemiallinen sitoutumisenergia voidaan arvioida sidosten hajoamislukujen ja elektronien energiatasojen perusteella.

Merkitys: Sitoutumisenergian käsite selittää energiamääriä, joita vapautuu tai vaaditaan eri reaktioissa ja prosesseissa, kuten ydinreaktioissa, tähtien ydinreaktioissa ja materiaalien ominaisuuksien kuvaamisessa.