イオン化エネルギーと結合エネルギーの重要な違いは、イオン化エネルギーが孤立した中性の気体原子や分子から最も緩く結合した電子を取り除くのに必要な最小エネルギーであるのに対し、結合エネルギーは粒子系から粒子を取り除くのに必要な最小エネルギーであるということです。

化学系のイオン化エネルギーと結合エネルギーは、2つの異なる現象を表す言葉なので、後で詳しく説明しよう。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 電離エネルギーとは 3. 結合エネルギーとは 4. 横並び比較 - 表形式での電離エネルギーと結合エネルギー 5. まとめ

イオン化エネルギーは何ですか？

イオン化エネルギーとは、孤立した中性気体原子や分子の最も緩い電子を結合するのに必要な最小のエネルギーのことです。このイオン化反応を次のように表すことができます。

X(g) + エネルギー ⟶ X+(g) + e- (エネルギー)

この式で、Xは任意の原子または分子、X+は原子または分子から緩く結合した電子を取り除くイオン、e-は取り除かれた電子である。一般的には、熱を吸収する処理である。原則として、一番外側の電子が原子核から離れるほどイオン化エネルギーは低くなり、その逆もまた然りです。

図01：元素の周期表における第一イオン化エネルギーの推移

物理化学では、イオン化エネルギーは電子ボルト（eV）の単位で表される。しかし、化学用語では「1モル当たり」の単位で計算するため、この単位は通常使われない。したがって、イオン化エネルギーは1モル当たりのキロジュール（kJ/mol）で測定されます。また、イオン化エネルギーは周期表で周期的に変化する傾向があり、通常は左から右へ増加し、一般的にはある周期で上から下へ減少する。

結合エネルギーは何ですか？

結合エネルギーとは、ある粒子を粒子系から取り除くために必要な最小限のエネルギーのことである。また、粒子系を個々のパーツに分解するために必要な最小限のエネルギーと表現することもできる。しかし、原子核物理学では、結合エネルギーではなく、分離エネルギーが使われる。一般に、結合した系のエネルギーレベルは、結合していない成分のエネルギーレベルより低くなる。

図02：異なる化学元素の結合エネルギーカーブ

結合エネルギーには、電子結合エネルギーやイオン化エネルギー、原子結合エネルギー、結合解離エネルギー、核結合エネルギー、重力結合エネルギーなどの種類がある。

イオン化エネルギーと結合エネルギーの違い

イオン化エネルギーは結合エネルギーである。イオン化エネルギーと結合エネルギーの重要な違いは、イオン化エネルギーが孤立した中性気体原子や分子の最も緩く結合した電子を分離するのに必要な最小エネルギーであるのに対し、結合エネルギーは粒子系から粒子を除去するのに必要な最小エネルギーである点です。

ここで、イオン化エネルギーと結合エネルギーの違いについて説明します。

概要 - イオン化エネルギー vs. 結合エネルギー

イオン化エネルギーは結合エネルギーである。イオン化エネルギーと結合エネルギーの重要な違いは、イオン化エネルギーが孤立した中性の気体原子や分子から最も緩く結合した電子を取り除くのに必要な最小のエネルギーであるのに対し、結合エネルギーは粒子系から粒子を取り除くのに必要な最小のエネルギーであることです。

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