Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 23-12-2024

BINDING

betekenis & definitie

(Fr.: liaison; Du.: Bindung; Eng.: binding), een begrip dat in de fysica en de chemie wordt gebruikt om aan te geven dat tussen de verschillende delen van een samengesteld materieel systeem een samenhang bestaat, waarbij aantrekkende (attractieve) krachten een rol spelen. Bij de verschillende delen van een samengesteld materieel systeem mag men denken aan de protonen en neutronen in een atoomkern, aan de elektronen en de kern in een atoom, en ook aan de zon, de planeten en hun manen in het zonnestelsel.

In dergelijke configuraties verkeren de samenstellende delen in een zgn. gebonden toestand; daarmee wordt tot uitdrukking gebracht dat de verschillende partners beperkt zijn in hun bewegingsvrijheid ten gevolge van wisselwerkingen met de rest van het systeem, waardoor dit zich naar buiten (d.w.z. reagerend op externe invloeden) als een samenhangend geheel manifesteert. Wanneer alleen wederzijdse aantrekking zou optreden zou het systeem instabiel zijn. Slechts bij de gratie van tegenwerkende krachten die verhinderen dat het geheel inéénstort, zijn evenwichtssituaties mogelijk. Voor planeten om de Zon en elektronen in een atoom zijn het de zgn. centrifugale krachten, samenhangend met de baanbeweging, die voor tegenwicht zorgen (waarbij zij opgemerkt, dat deze formulering voor elektronen nogal grof is). In moleculen zijn hiervoor krachten verantwoordelijk, die in werking komen wanneer de atomen elkaar te dicht naderen (zie Born-Mayer-potentiaal). Voor een gloeiende gasmassa als de zon is het de zgn. stralingsdruk die de zwaartekracht compenseert.Kosmische systemen worden in het algemeen bijeen gehouden door de werking van de zwaartekracht. Op aardse schaal zijn het vrijwel uitsluitend elektrische krachten (in een grote verscheidenheid) die voor de bindingen zorgen, totdat op subatomair niveau, in de atoomkern, nieuwe voor een deel nog onbegrepen wisselwerkingen aanleiding geven tot zeer krachtige bindingen, de zgn. kernkrachten (voorts zie Kernfysica). Daar waar ook wisselwerkingen van magnetische oorsprong optreden, blijkt hun bijdrage meestal klein te zijn.

Een studie van de verschillende bindingsvormen en -eigenschappen vormt een essentieel onderdeel van de kernfysica, de atoom- en molecuulfysica, de vaste-stoffysica en de chemie.

De sterkte van een binding wordt tot uitdrukking gebracht in de bijbehorende bindingsenergie, gedefinieerd als de energie die vrijkomt bij de vorming van een systeem uit zijn onderdelen, wanneer deze vanuit het oneindige bijeen worden gevoegd. Omgekeerd is het uiteraard ook de energie die nodig is om het systeem in onderdelen af te breken, en wel zo, dat de verschillende partners in het oneindige (of meer in het algemeen: op dusdanige onderlinge afstanden dat de wisselwerkingen een te verwaarlozen sterkte hebben) ten opzichte van elkaar in rust zijn.

Voor zover het een conglomeraat van atomen betreft (moleculen of vaste stoffen) maakt men onderscheid tussen chemische binding en fysische binding. Het verschil kan vertaald worden in bindingsenergieën per deeltje, die in het eerstgenoemde geval in het elektronvoltgebied liggen en in het tweede geval niet meer dan een fractie van één elektronvolt bedragen; het verschil is te herleiden tot verschillende fysische processen (waarbij in het algemeen valentie-elektronen zijn betrokken). In vaste stoffen komen beide bindingsvormen vaak naast elkaar voor. De fysische bindingen houden in moleculaire kristallen (voorts zie Vaste-stoffysica) de zelf zeer krachtig gebonden moleculen bij elkaar; hetzelfde geldt voor de lange ketens in polymeren. Bij vaste-stofoppervlakken spreekt men van chemisorptie en fysisorptie, wanneer het geadsorbeerde atomen (of moleculen) betreft (voorts zie Oppervlaktefysica). In de atoomfysica betreft het begrip binding de elektronen en heeft bindingsenergie de betekenis van ionisatie-energie (voorts zie Atoommodel; Periodiek systeem; Augerelektronenspectroscopie).

< >