Oleh:

Oky R

istya

Trisn

awati

14708251020

1. Energi Total Elektron

2. Tingkat Energi Elektron

3. Energi oleh Elektron saat Eksitasi

dan saat Transisi

4. Energi Ionisasi

5. Energi Ikat Inti

Energi Atom dan

Inti

Ingat kembali, bahwa Teori Atom

Rutherford menyatakan:

1. Atom terdiri atas inti atom bermuatan

positif dan elektron bermuatan

negatif.

2. Selama mengelilingi inti, gaya

sentripetal terbentuk dari gaya tarik

menarik antara elektron dengan gaya

inti atom (gaya Coulomb)

Energi Total Elektron

spe FF r

mv

r

ke 2

2

2

22

mvr

ke 𝑣2=𝑘𝑒2

𝑚𝑟

Berdasar Teori Atom Rutherford tersebut, maka berlaku:

Berdasarkan persamaan

di atas maka didapatkan persamaan: Jadi :

dengan:

E = Energi total

e

l

e

k

t

o

n

(

j

o

u

l

e

)

k = konstanta gaya

c

o

u

l

o

m

b

(k=9x109

N

m

2

/

C

2

)

e = muatan elektron

r = jari-jari orbit

e

l

e

k

t

r

o

n

Sehingga didapatkan Energi Total Elektron yaitu:

Ingat kembali, Teori Atom Bohr

menyatakan :

1. Elektron-elektron pada atom

mengelilingi inti pada lintasan

tertentu

2. Elektron akan melepaskan energi

jika elektron berpindah dari lintasan

luar ke lintasan dalam dan akan

menyerap energi jika elektron

berpindah dari lintasan dalam ke

lintasan luar.

Tingkat Energi Elektron

𝐸𝑛=−13,6𝑒𝑉

𝑛2dengan:

n = bilangan

kuantum

utama/kulit

ke-n (n=1,2,3,

…)

= energi

elektron pada

kulit ke-n

Berdasarkan Teori Atom Bohr, maka tingkat energi elektron

memenuhi persamaan:

Dengan demikian, tingkat energi terendah untuk atom

hidrogen (n = 1) adalah -13.6 eV. Tingkat energi berikutnya

(n = 2) adalah -3.4 eV. Tingkat energi ketiga (n = 3)

adalah -1.51 eV, dan seterusnya. Harga-harga energi ini adalah negatif, yang menyatakan bahwa

elektron berada dalam keadaan terikat dengan

proton.

………………………………………………………………... 1

…………………………………………………………………… 2

Sehingga diperoleh:

(hidrogen n =1 maka r = 5,3 x 10-9 )

………………………………………………………………. 3

Berdasarkan persamaan 3 maka tingkat energi elektron adalah:

Dengan :

Sehingga

Perpindahan Elektron dari kulit dalam ke

kulit luar disebut eksitasi, sedangkan

perpindahan elektron dari kulit luar ke

dalam disebut transisi.

Pada eksitasi, elektron menyerap energi

Pada transisi, elektron melepaskan energi.

Berlaku Persamaan:awalakhir EEE

Energi Elektron saat Eksitasi dan Transisi

Energi Ionisasi adalah besarnya energi

yang dibutuhkan untuk melepaskan

elektron dari kulit ke-n ke kulit tak hingga

sehingga menyebabkan atom menjadi

bermuatan/ terionisasi.

Berlaku Persamaan:

awalakhirionisasi EEE

nionisasi EEE

nionisasi EE 0

nionisasi EE

Energi Ionisasi

Sebelum dibahas lebih lanjut tentang energi ikat inti, perlu diingat kembali lambang atom suatu unsur sebagai berikut:

dengan X = lambang unsur Z = nomor atom A = nomor massa

XAZ

Energi Ikat Inti

K3919

294 Be

Jawab : A= 39, Z = 19 p=e=Z= 19 (atom K netral)p+n= A, n=A-19 = 39-19 = 20

Jawab : A= 9, Z = 4p=Z =4e=Z-2 = 4-2 = 2 (atom Be kekurangan 2 elektron)p+n=A, n= A-p = 9-4 = 5

Contoh:

Tentukan

jumlah

proton,

neutron

dan

elektron

dari unsur

berikut!

Berdasarkan kesetaraan massa dan energi untuk konsep defek massa menurut Einstein, maka energi ikat inti dinyatakan dengan persamaan:

dengan E = energi ikat inti (joule)m = defek massa (sma atau kg)c = kec. cahaya (3x108 m/s)

2mcE

Energi Ikat Inti adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan inti atom menjadi partikel-partikel pembentuknya (proton dan neutron )

Dengan memasukkan kesetaraan:

1 sma = 1,67 x 10-27 kg dan

1 eV = 1,6 x 10-19 joule

931,5 MeV

Jika m dinyatakan dalam satuan 𝚫sma maka diperoleh persamaan

dengan: energi ikat inti (MeV) penyusutan massa/defek massa (sma)

Dimana defek massa adalah selisih antara massa nukleon dan massa inti :

inP mmZAZmm int)( inukleon mmm int

dengan: = penyusutan massa/defek massa (sma)

= massa proton= massa neutron= massa inti

Z = nomor atomA = nomor massa (A-Z)= jumlah neutron dalam inti atom

Sehingga persamaan untuk energi ikat inti adalah:

2mcEikat

𝐸=(𝑍𝑚𝑝+ ( 𝐴−𝑍 )𝑚𝑛−𝑚𝑖𝑛𝑡𝑖)×931,5𝑀𝑒𝑉

Konstanta Dasar dalam Satuan-satuan Praktis

h (Konstanta Planck)

6,63 x 10-34 J.s4,134 x 10-15

eV.s

m (Massa Elektron)9,11 x 10-31

kg

e (Muatan Elektron)1,602 x 10-19 C

k (Konstanta Gaya Coulomb)9 x 109

N.m2/C2

c (Laju Cahaya) 3 x 108 m/s

1 sma1,67 x 10-27

kg

1 U1,67 x 10-27

kg

1 eV 1,6 x 10-19 J

Massa dari Beberapa Partikel

PartikelMassa

Diam (mo) (kg)

Moc2 Massa (sma)

Elektron9,109 x 10-

31 0,5110,000548

7 sma

Proton1,673 x 10-

27 938,31,0078

sma

Neutron1,675 x 10-

27 939,61,0087

sma

Satuan Massa Atomik

(Iu)

1,661 x 10-

27 931,5

PERTANYAAN…………….Mari Menjawab

1. Energi total yang dimiliki elektron adalah ….A. D.

B. E.

C.

2

2

r

keE

2

2

r

keE

2

2

2r

keE

r

keE

2

2

r

keE

2

Jawaban D

2

22

r

ke

r

keE

2

2

r

keE

Ek pEE

2

2

2 22

r

ke

r

keE

2. Energi elektron atom hidrogen

pada tingkat dasar adalah –13,6

eV. Energi elektron pada lintasan

M adalah ....

A. –1,51 eV D. –6,8

eV

B. –7,5 eV E. –3,4

eV

C. –11,8 eV Jawaban A

Lintasan M, n = 3

2

6,13

n

eVEn

23

6,13 eVEn

eVeV

En 51,19

6,13

3. Energi elektron atom hidrogen

pada tingkat dasar adalah –

13,6 eV. Energi elektron pada

lintasan K adalah ....

A. -6,8 eV D. –13,6 eV

B. –3,4 eV E. –

0,85 eV

C. –1,51 ev Jawaban D

Lintasan K, n = 1

2

6,13

n

eVEn

21

6,13 eVEn

eVeV

En 6,131

6,13

4. Sebuah elektron berpindah

dari kulit ke-4 menuju kulit ke-

2, maka energi yang

dilepaskan sebesar ….

A. -1,13 eV D. 2,35

eV

B. 3,40 eV E. -2,67

eV

C. -2,55 eV Jawaban C

berpindah dari nA =4 ke nB

=2∆𝐸=𝐸𝑛𝐵−𝐸𝑛𝐴

∆𝐸=−13,6 𝑒𝑉

22 −(− 13,6𝑒𝑉42 )

∆𝐸=−3,4−(−0,85)∆𝐸=−2,55𝑒𝑉tanda (-) melepaskan energi (transisi)

5. Jika energi ionisasi atom

1/9 kali energi ionisasi

atom tersebut pada

keadaan dasarnya, maka

nilai n adalah….A. 2 D. 3B. 4 E. 12C. 8 Jawaban

D

nionisasi EE

91EEn

91

6,136,13 2

2

eV

n

eV

9

6,136,132

eV

n

eV

92 n

39 n

6. Energi yang diperlukan untuk

mengeluarkan sebuah elektron

dari sebuah atom atau molekul

dan memindahkannya pada jarak

tak hingga disebut ….

A. Energi Ikat Inti D.

Energi Eksitasi

B. Energi Total Elektron E.

Energi Ionisasi

C. Energi Transisi Elektron Jawaban E

7. Energi yang diperlukan untuk

memutuskan inti atom menjadi

partikel-partikel pembentuknya

(proton dan neutron) disebut….

A. Energi Ionisasi D.

Energi Ikat Inti

B. Energi Total Elektron E.

Energi Eksitasi

C. Energi Transisi Elektron Jawaban

D

8. Jika massa inti =

7,01822 sma,

massa proton = 1,0078 sma,

massa neutron = 1,0087

sma,

maka energi ikat inti

adalah ....

A. 36,00 MeV D. 46,44

MeV

B. 37,24 MeV E. 46,87

MeV

C. 36,83 MeV

Li73

Li73

Jawaban B

minti = 7,01822 sma, mp= 1,0078 sma,

mn = 1,0087 sma, 1sma =930 MeV

A=7, z=3, maka energi ikat inti E= ….Li73

MeVmxE 5,931

MeVxmmZAZmE inp 5,931}])({[ int

MeVxE 5,931}01822,7]0087,1)37(0078,1.3{[

MeVMeVxE 24,375,93103998,0

9. Jika massa inti = 15,995sma,

massa proton = 1,0078 sma,

massa neutron = 1,0087 sma,

maka energi ikat inti adalah ....

A. 109,88 MeV D. 101,39 MeV

B. 138,53 MeV E. 127,62 MeV

C. 117,65 MeV

O168

O168

Jawaban E

minti = 15,995 sma, mp= 1,0078 sma,

mn = 1,0087 sma, 1sma =930 MeV

A=16, z=8, maka energi ikat inti E= ….

MeVmxE 5,931

MeVxmmZAZmE inp 5,931}])({[ int

MeVxE 5,931}995,15]0086,1)816(0078,1.8{[

MeVMeVxE 87,365,931}995,1513,16{

O168

MeVMeVxE 62,1275,931137,0

10.Jika massa proton=p, massa netron=n dan massa inti karbon=c maka energi ikat inti atom adalah ....

A. E= ( 6p + 6n –c ) 931,5 MeV B. E= ( 12p + 12n –c ) 931,5 MeV C. E= ( 6p + 6n +c ) 931,5 MeV D. E= ( 12p + 6n +c ) 931,5 MeV E. E= ( 6p - 6n –c ) 931,5 MeV

C126

Jawaban A

minti = c, mp= p, mn = n

A=12, z=6, maka energi ikat inti E= ….

C126

smaMeVxmmZAZmE inp /5,931}])({[ int

smaMeVscnpE /5,931max}])612(6{[

MeVxcnpE 5,931)66(