Struktur dan Sifat Inti Atom Diena Shulhu Asysyifa 4201412055

Struktur Atom

Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral. Atom hanya dapat dipantau menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop penerowongan payaran. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom, dengan proton dan neutron yang bermassa hampir sama. Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik.

Untuk mengetahui distribusi muatan positif dan negatif dalam atom, maka Rutherford melakukan eksperimen hamburan partikel alpha. Dan hasil eksperimen ini dapat disimpulkan bahwa muatan positif dan bagian terbesar dan massa atom terkonsentrasi pada bagian yang sangat kecil, yang kemudian dikenal dengan inti atom.

Jumlah elektron yang mengimbangi muatan positif dan atom penyusun lapisan logam tipis diperkirakan terdistribusi mengelilingi dimensi atom. Gaya antara partikel alpha dengan muatan positif atom adalah

Komposisi Inti Atom Pada tahun 1932, J. Chadwick menemukan neutron, yaitu partikel yang memiliki muatan nol atau netral dan massanya mendekati massa proton. Karena hipotesis elektronproton tidak dapat menjelaskan beberapa sifat inti, maka segera ditinggalkan sesudah penemuan neutron ditinggalkan sesudah penemuan neutron. Sejak saat itu mulai dipercaya bahwa inti terdiri dan neutron. Jumlah proton dalam inti disebut sebagai nomor atom (Z). Jumlah neutron dalam inti disebut sebagai jumlah neutron (N). Jumlah dan banyaknya proton dan neutron disebut sebagai nomor massa (A).

Massa proton = 1,67252 x 10-27 kg Massa neutron = 1,67482 x 10-27 kg Partikel penyusun inti ini disebut dengan istilah Nukleon yang terdiri dari Proton dan neutron. Inti Atom sendiri disebut dengan Nukleus. Untuk mengetahui jumlah partikel penyusun Inti suatu Unsur kita gunakan Lambang Unsur. Yang dinyatakan : Z XA

Isotop : Nuklida nuklida dari suatu unsur yang sama yang memiliki nomor atom ( Z ) sama tetapi nomor massa ( A ) berbeda. Isobar : Nuklida-nuklida dengan nomor masssa sama tetapi nomor atomnya berbeda. Isoton : Nuklida-nuklida yang memiliki selisih nomor massa dengan nomor atom sama.

Sifat-sifat Atom

a. Massa dan Energi Massa inti atom sangat kecil jika dinyatakan dengan satuan massa biasa, yaitu kurang dan 10.21 gram. Oleh karena itu harus dinyatakan dengan satuan universal adalah didasarkan pada massa atom 12C yang berada dalam keadaan netral dan tingkat energi dasar. Satuan yang dimaksud adalah sma (satuan massa atom) atau amu (atomic mass unit). Dari kesetaraan massa dan energi (E = mc2), maka 1 sma setara dengan energi sebesar 1,492232.10.-10 joule.

Massa dari berbagai elemen atom diketahui lebih besar dari berat atom Massa dari berbagai elemen atom diketahui lebih besar dari berat atom. Massa sebuah inti stabil selalu lebih kecil dari gabungan massa nukleon-nukleon pembentuknya. Perbedaan antara total massa proton, neutron dan elektron secara individu dengan massa atom disebut mass defect. Persamaan untuk mass defect adalah mass defect = Z.mh + (A-Z). mn – M Jika berat atom pada persamaan di atas diganti dengan massa inti, maka massa atom hidrogen harus diganti massa proton.

b. Energi Ikat Energi ikat inti adalah energi yang dilepaskan jika penyusun inti bergabung membentuk inti. Energi dengan jumlah yang sama akan diperlukan untuk memecah inti atom menjadi elemen penyusun, karena itu energi yang ekivalen dengan mass defect digunakan sebagai ukuran dan energi ikat inti. Gaya Ikat inti menyebabkan nukelon nukleon bersatu dalams ebuah Inti Stabil, sehingga untuk memisahkan Inti stabil etrsebut menjadi proton proton dna neutron neutron pembentuknya diperlukan Energi, yang disebut dengan Energi Ikat Inti atau Binding Energy.

c. Radius (Ukuran dan Bentuk) Dengan demikian volume inti sebanding dengan massa inti, sehingga semua inti memiliki densitas yang hampir sama.

d. Tingkat Energi Inti Inti atom juga berada di beberapa tingkat energi, dengan perbedaan celah energi antara tingkat-tingkat inti lebih besar dibandingkan tingkat-tingkat elektronik. Pada umumnya, energi pemisahan dan tingkat-tingkat inti berorde juta eV. Sinar gamma dipancarkan karena transisi inti dan tingkat energi lebih tinggi ke tingkat lebih rendah. Ciri penting dan tingkat eksitasi adalah energi yang dipancarkan tidak benar-benar tajam, spektrum energinya berupa pita bukan garis. Hal ini untuk memenuhi prinsip ketidakpastian Heisenberg, yaitu ketidakpastian pengukuran waktu berhubungan dengan ketidakpastian pengukuran energi.

e. Spin Inti dan Paritas Neutron dan proton yang menjadi penyusun inti bukan merupakan partikel stasioner. Partikel-partikel juga memiliki spin (intrinsik) dan gerakan orbital. Spin dan momentum angular orbital neutron dan proton secara individu di dalam inti bergabung memberikan resultan momentum angular yang disebut sebagai spin inti, biasanya dilambangkan dengan I. Spin inti dengan nomor massa ganjil adalah : I = ½, 3/2, 5/2, 7/2 Spin inti dengan nomor massa genap adalah : I = 0, 1, 2, 3, 4 Spin inti dengan nomor massa genap yang berada di tingkat dasarnya adalah 0 atau 1.

Apabila semua koordinat yang menggambarkan partikel dalam sistem diubah menjadi koordinat yang menggambarkan partikel yang identik lainnya di dalam sistem, maka besarnya fungsi gelombang yang mewakili sistem haruslah bernilai tetap, tetapi fungsi gelombang kemungkinan berubah tanda atau tetap (tanda tidak berubah). Jika fungsi gelombang berubah tanda pada saat seluruh koordinat ruang dibalik (berlawanan), maka inti disebut memiliki paritas ganjil. Sebaliknya, jika tanda tidak berubah maka inti dikatakan memiliki paritas genap. Sebagai contoh : 2+ artinya inti memiliki spin 2 dan paritas genap; ½ - artinya inti memiliki spin ½ dan Paritas ganjil.

Persamaan Energi Ikat Pada pembahasan sebelumnya, volume dan energi ikat dan inti adalah sebanding (berbanding lurus) dengan jumlah nukleon dalam inti, sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa : 1) materi sangat inkompresibel, 2) gaya inti memiliki sifat kejenuhan, 3) nukleon dalam inti dapat berinteraksi hanya dengan sedikit nukleon lainnya, seperti atom dalam bahan padat atau cair yang terikat kuat hanya dengan sedikit atom tetangganya.

GAYA INTl Didalam Inti atom terdapat dua Gaya yaitu Gaya Tolak Coulomb (antar proton) dan Gaya gravitasi (gaya tarik antar benda bermassa) yaitu gaya antar nukleon dalam inti. Gaya garviatsi ini sangat kecil sehingga tidak cukup untuk mengimbangi gaya tolak Coulomb. Stabilitas inti ini diperkirakan adanya gaya lain yang mengimbangi gaya coulomb yaitu Gaya Ikat Inti.

Gaya Ikat Inti ini bukanlah gaya listrik dan bersifat Kuat sehingga mampu mengimbangi Gaya Tolak Coulomb, dan bekerja pada jarak yang cukup dekat pada jarak tertentu seperti gaya pegas yang menghubungkan dua bola. Saat pegas ditarik gaya pegas bersifat menarik bola dan saat pegas ditekan gaya pegas bersifat menolak kedua bola, demikian halnya dengan Gaya Ikat Inti.

Stabilitas Inti : Inti suatu atom akan stabil jika memiliki jumlah neutron sama atau sedikit lebih besar dari jumlah protonnya. Jika Inti suatu atom jumlah neutron jauh lebih besar dari jumlah proton maka menjadi tidak stabil, sehingga untuk menjadi stabil kemungkinan akan melepas netron atau menangkap proton.

Stabilitas Inti di lukiskan dalam “ Pita Kestabilan Inti “seperti gambar berikut :

Dari Grafik Kestabilan Inti di simpulkan : Inti Inti dengan 20  Z, Inti stabil terletak pada garis N = Z atau N/Z = 1 Untuk atom dengan Z  20, Inti stabil terletak diatas garis N = Z, berarti jumlah netron lebih besar dari jumlah proton. Inti stabil terbesar adalah memiliki jumlah proton 83 dan nomor massa 126 yaitu Inti Atom Bismuth ( Bi ). Semua Inti yang memiliki jumlah proton Z > 83, semuanya bersifat Tidak Stabil.

Inti Inti Atom yang tidak Stabil Untuk menstabilkan diri akan memancarkan Sinar sinar yang disebut dengan Sinar Radioaktif. Inti Inti yang tidak stabil semuanya bersifat Radioaktif artinya dapat mengalami pemancaran Sinar radioaktif secara Spontan untuk menjadi Inti yang Stabil.

KASUS Menurut model atom Bohr-Rutherrford, inti atom terdiri dari muatan positif. Oleh rutherrford dikatakan inti atom terdiri dari proton-proton . Atom karbon mempunyai 6 proton tapi massanya 12kali massa proton. Bagaimana sebenarnya struktur inti atomnya?

TERIMA KASIH 