1. 1. Fathurrahman 14702581062
2. 2. MODEL-MODEL INTI
3. 3. Hingga saat ini tidak ada teori mendasar yang dapat menjelaskan semua sifat inti atom yang diamati. Tapi beberapa model telah dikembangkan, yang masing-masing hanya mampu menjelaskan beberapa dari semua sifat inti atom.
4. 4. 1. Model tetes cairan Pada tahun 1935, C.v.weiszacker mengemukakan bahwa sifat-sifat inti yang berkaitan dengan ukuran geometris, massa dan energi ikatnya mirip dengan yang telah diketahui tentang sebuah tetes cairan ( liquid drop). Pada tetes cairan kerapatannya konstan, ukurannya berbanding lurus dengan jumlah partikel atau molekul dalam tetesan dan kalor uap,atau energi ikatnya berbanding lurus dengan massa atau jumlah partikel yang membentuk tetes an.
5. 5. Nukleon-nukleon yang ada dipermukaan nukleus mendapatkan gaya tarikan yang lebih kuat kearah dalam nukleus cenderung menjadi bulat seperti setetes cairan. Model tetes cairan bagi inti menghasilkan rumus massa semi empiris,
6. 6. M = Zmp+ (A-Z)mn c2 EI EI= b1A+b2A2/3+b3Z2A-1/3+b4(A-2Z)2A-1 + b5A-3/4 Rumus massa semi empiris dimana: b1 = 14,0 MeV b2 = 13,0 MeV b3 = 0,58 MeV b4 = 19,3 MeV Z = proton (nomor atom) A = nukleon (nomor massa) netron: nukleon proton MeV = Mega elektron volts
7. 7. Dimana b5 sesuai dengan skema berikut A Z B5 Genap Ganjil Genap Genap ganjil -33,5 MeV 0 33,5 MeV
8. 8. Dengan mengabaikan energi ikatnya, maka taksiran massa inti yang tersusun dari Z proton, dan N= A-Z netron akan sama dengan Zmp +(A-Z)mp.
9. 9. Berikutnya, taksiran massa inti dikoreksi dengan memperhitungkan energi ikat nukleon-nukleon. Karena gaya ikat adalah tarik menarik, maka energi ikat ini akan positif, sehingga massa inti akan lebih kecil daripada jumlah massa nukleon-nukleon secara terpisah. Dari model tetes cairan inilah kalor uap akan berbanding lurus dengan jumlah nukleon A, yang dihasilkan dari b1A(b1> 0).
10. 10. Anggapan yang disebut bahwa energi ikat pernukleon adalah b1,setara dengan menganggap bahwa semua nukleon dikelilingi oleh jumlah nukleon lainnya yang sama banyak.
11. 11. Energi coulumb positif antara proton-proton Ec (yang setara dengan energi ikat Ec ) menambahkan massa inti sebanyak Ec/c. 3/13 )1( A ZZ aEc Energi Coulomb negative karena energi ini timbul dari efek yang menantang kemantapan inti.
12. 12. Energi Asimetri Semakin besar jumlah nucleon dalam inti, lebih kecil jarak selang energi , dengan berbanding lurus dengan 1/A. Ini berarti energi asimetri Ea yang timbul dari perbedaan antara N dan Z dapat dinyatakan: A ZA aEEa 2 4 )2( Energi asimetri negative karena mereduksi energi ikat inti.
13. 13. Energi Pasangan Inti ganjil-ganjil memiliki proton tak berpasangan dan neutron tak berpasangan dan memiliki energi ikat yang relative rendah. Energi pasangan Ep positif untuk inti genap-genap dan inti genap-ganjil, dan negative untuk inti ganjil-ganjil, dan berubah terhadap A menurut A-3/4 dan bertambah sebesar jumlah nucleon- nukleon tidak berpasangan.
14. 14. Jumlah ini ditentukan sebagai berikut: A Z Examples JumlahNukleontidak Berpasangan Genap Ganjil Genap Genap - Ganjil He4 2 Li4 7 Li3 7 0 1 2(1netrondan1proton)
15. 15. Jadi, 4/3 5 0, A a Ep
16. 16. EnergiIkat Total Rumus akhir untuk menyatakan energi ikat sebuah inti bernomor atom Z dan bernomor massa A yang pertama kali dikemukakan oleh C.F Von Weizsacker pada tahun 1935 ialah: 4/3 5 2 43 3/2 21 0, )2()1( A a A ZA a A ZZ aAaAaEb
17. 17. 2. Model kulit Kita ketahui bahawa dalam model tetes cairan, nukleon- nukleon dimana masing-masing efeknya dirata- ratakan terhadap seluruh inti sehingga mampu menerangkan sifat inti seperti energi ikat per nukleon. Perlu diingat juga, pada beberapa sifat lain seperti energi keadaan tereksitasi dan momen magnet, memerlukan suatu model mikros kopik.
18. 18. Ada suatu perubahan menyolok dalam sifat-sifat inti yakni bilangan ajaib (magic number).Misal N atau Z sama dengan 2, 8, 20, 28,50, 82, atau 126. Pada bilangan ajaib ini inti diketahui stabil dan jumlahnya banyak, dan nukleon-nukleon terahir atau ajaib yang mengisi penuh kulit-kulit ini memiliki energi ikat yang tinggi.
19. 19. Disamping itu, Energi keadaan-keadaan eksitasi pertama diketahui lebih besar daripada inti dalam urutan di dekatnya yang tidak memiliki bilangan ajaib. Sebagai contoh, untuk timah dengan bilangan ajaib Z= 50, memiliki 10 buah isotop stabil, (Z sama, tetapi A berbeda), dibutuhkan energi sekitar 11 Mev untuk membebaskan satu proton, dan bahwa keadaan eksitasi pertama dari berbagai isotop genap-genapnya ( yakni, N dan Z kedua-duanya genap ) adalah sekitar 1,2 Mev di atas keadaan dasar.
20. 20. Sebaliknya, bagi isotop-isotop tellurium, dengan Z = 52, energi yang dibutuhkan untuk membebaskan satu proton sekitar 7 MeV dan bagi isotop genapnya , kkeadaan ekstansi pertamanya memiliki energi sekitar 0,60 MeV
21. 21. Pada dasarnya struktur kulit atom diperoleh lewat sejumlah hampiran berurutan. Pertama dianggap bahwa tingkat-tingkat energi suatu inti bermuatan Ze terisi secara berurutan oleh buah Z buah elektron dan kemudian koreksi dilakukan untuk berbagai efek interaksi. Untuk mengembangkan gambaran atau model kulit inti melalui pendekatan yang sama, maka harus digunakan potensial yang berbeda untuk menyatakan gaya-gaya inti yang berjangkau pendek. Salah satu hampirannya adalah dengan menganggap bahwa nukleon-nukleon bergerak dalam suatu potensial osilator harmonik. V= 2 1 kR2 = 2 1 m 2 R2 .
22. 22. Untuk potensial ini, mekanika kuantum memperlihatkan bahwa tingkatan-tingkatan energinya diberikan oleh E = 2 3 h Tentunya dengan = 2(n-1) + l.
23. 23. Besaran bilangan kuantum momentum sudut orbital (l) mengambil nilai-nilai 0,1,2,3, . . . Bilangan n adalah suatu bilangan bulat yang mengambil nilai-nilai 1,2,3,4, ...dan Pada notasi spektroskopik, keadaan-keadaan momentum sudut orbital nukleon ditunjukkan nilai momentum sudut orbital (l) adalah 0, 1, 2, 3...dan lambang huruf s p d f g h...
24. 24. Menurut M. Mayer dan J. Jensen, secara terpisah mengusulkan kehadiran interaksi spin-orbit (1. s) di samping potensial osilator harmonik. Karena nukleon-nukleon memiliki nilai tunggal s = untuk bilangan kuantum spinnya, maka efek spin-orbit akan menyebabkan tiap-tiap keadaan momentum sudut orbital dengan l > 0 pecah dalam dua orbit, maka bilangan kuantum momentum sudut totalnya j = l + s atau j = l s.
25. 25. 1.s= )1()1()1( 2 1 sslljj 2 l.s = l/2 2 untuk j = l + 2 1 l.s=- 2 1l 2 untuk j = l - 2 1
26. 26. Tampak bahwa pemisahan energi antara kedua orbit sebanding lurus dengan 2l + 1, maka dengan demikian menjadi semakin lebar begitu l bertambah. Orbit-orbit pecahan yang baru ini diberi nama dengan menambahkan penulisan nilai j sebagai indeks bawah susun pada lambang keadaan momentum sudut.
27. 27. Pada orbit yang sama proton-proton dan (netron-netron) dalam orbit yang sama cenderung berpasangan membentuk keadaan-keadaan yang momentum sudutnya nol. Maka, inti-inti genap-genap akan memiliki momentum sudut total J = j, sama dengan nol, sedangkan jika intinya memiliki jumlah proton atau netron yang ganjil, maka momentum sudut totalnya adalah momentum sudut nukleon yang terakhir (yang ganjil). Untuk inti-inti ganjil maka keadaannya ternyata lebih rumit.
28. 28. LATIHAN SOAL
29. 29. model tetes cairan di temukan pada tahun 1935 oleh seorang ilmuan yang bernama,,, A. C.v.weiszacker B. Niels Bohr C. J.J Thomson D. John Dal JAWABAN : A
30. 30. Besaran untuk nilai satuan energy b1 pada rumus massa semi empiris dalam model tetes cairan adalah. a. 0,58 MeV b. 13,0 MeV c. 14,0 MeV d. 19,3 MeV JAWABAN : C
31. 31. Besarnya nilai b5 untuk A ganjil adalah,,,, a. 33,5 MeV b. -33,5 MeV c. 0 MeV JAWABAN : C
32. 32. Dengan model tetes cairan, tentukan isobar yang paling stabil untuk A ganjil tertentu. Untuk A ganjil, b5 = 0 dalam rumus massa semi empiris sehingga energy ikatnya menjadi..... a. EI= b1A+b2A-2/3+b3Z2A-1/3+b4(A-2Z)2A-1 b. EI= b1A+b2A2/3+b3Z2A-1/3+b4(A-2Z)2A-1 c. EI= b1A+b2A2/3+b3Z2A1/3+b4(A-2Z)2A-1 d. EI= b1A+b2A2/3+b3Z2A1/3+b4(A-2Z)2A1 JAWABAN : B penyelesaian
33. 33. a. 5,96925 u b. 5,96970 u c. 5,96975 u d. 5,96995 u JAWABAN : C penyelesaian
34. 34. Sifat-sifat dari tetesan cairan yaitu, . a. Ukurannya tidak sebanding dengan jumlah partikel atau molekul di dalam cairan b. Energi ikatnya berbanding terbalik dengan massa atau jumlah partikel yang membentuk tetesan. c. Kerapatannya tidak konstan d. Energi ikatnya berbanding lurus dengan massa atau jumlah partikel yang membentuk tetesan JAWABAN : D
35. 35. Besaran untuk nilai satuan energy b4 pada rumus massa semi empiris dalam model tetes cairan adalah. a. 0,58 MeV b. 13,0 MeV c. 14,0 MeV d. 19,3 MeV JAWABAN : D
36. 36. Perubahan sifat-sifat inti pada model kulit atom, secara menonjol terjadi di dalam inti dengan N (neutron) dan Z (proton) sebesar a. 0, 2, 8, 28, 50, 82, 126 b. 2, 8, 28, 50, 82, 126 c. 2, 8, 28, 50, 82 d. 2, 8, 28, 50 JAWABAN : B
37. 37. Sebuah atom dengan A ganjil dan Z genap, maka berapakah jumlah nukleon yang tidak berpasangan a. 1 b. 0 c. 2 JAWABAN : A