結合エネルギー

けつごうえねるぎー

結びついているものを、ばらばらに引き離すのに必要なエネルギー。大きいほど、しっかり結びついている。

結びついた状態は、ばらばらの状態よりエネルギーが低く、その差が結合エネルギーです。分子なら原子どうしを、原子なら電子と原子核を、原子核なら陽子と中性子を引き離すのに必要な分にあたります。

化学結合の結合エネルギーは数電子ボルトほどです。水素分子の値を量子力学で計算する試みは1927年に始まり、1933年にジェームズとクーリッジが実験値との差を0.03電子ボルトまで縮めました^[1]。2019年には、水素分子を引き離すエネルギーがきわめて高い精度で測られ、理論計算とよく一致しています^[2]。

原子核の結合エネルギーは、陽子や中性子1個あたり数百万電子ボルトと、化学結合のおよそ100万倍あります。1920年代、アストンは精密な質量の測定で、原子核が部品の合計よりわずかに軽いことを示しました^[3]。この差が結合エネルギーにあたり、核融合や原子力のエネルギーの源になっています。