Energi Atom dan Inti, NIRSAM
32
LOGO Oleh : Nirsam, S.Pd NIM. 13708259002 Energi Atom & Inti PROGRAM STUDI PENDIDIKAN SAINS PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA MK. FISIKA Prof. Jumadi
Transcript of Energi Atom dan Inti, NIRSAM
LOGO
Oleh : Nirsam, S.Pd
NIM. 13708259002
Energi Atom & Inti
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN SAINSPROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
MK. FISIKAProf. Jumadi
Energi Atom dan Inti
1. Energi Total Elektron
2. Tingkatan Energi Elektron
3. Energi Oleh Elektron saat Eksitasi dan saat Transisi
4. Energi Ionisasi
5. Energi Ikat Inti
Energi Total Elektron
Ingat kembali, bahwa Teori Atom Rutherford menyatakan:
1. Atom terdiri atas inti atom bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif.
2. Atom bersifat netral
3. Selama mengelilingi inti, gaya sentripetal terbentuk dari gaya tarik menarik antara elektron dengan gaya inti atom (gaya Coulomb)
Energi Total Elektron
Berdasar Teori Atom Rutherford tersebut, maka berlaku :
spe FF
r
mv
r
ke 2
2
2
22
mvr
ke
Energi Total Elektron
Berdasarkan persamaan di atas akan didapat:
Sehingga Energi Total Elektron dengan:
E = Energi total elekton (joule)
k = konstanta gaya coulomb (k=9x109 Nm2/C2)
e = muatan elektron
r = jari-jari orbit elektron
2
2
r
keE
kE pEE
2
r
keEp
2
2
r
keEk
Tingkat Energi Elektron
Ingat kembali, Teori Atom Bohr: 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
Berdasarkan Teori Atom Bohr, maka tingkat energi elektron memenuhi persamaan:
dengan:
n = bilangan kuantum utama/ kulit ke n (n=1,2,3,..)
En = energi elektron pada kulit ke-n.
6,132n
eVEn
Tingkat Energi Elektron
Tingkat Energi Elektron pada atom Hidrogen (z=1) berlaku:
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.
2
6,13
n
eVEn
Energi Elektron saat Eksitasi dan Transisi
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 Ionisasi
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 Ikat Inti
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
Contoh : Tentukan jumlah proton, neutron dan elektron dari unsur berikut!
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 = 4
p=Z =4
e=Z-2 = 4-2 = 2 (atom Be kekurangan 2 elektron)
p+n=A, n= A-p = 9-4
= 5
K3919
294Be
Energi Ikat Inti Atom
Energi Ikat Inti Atom adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan inti atom menjadi partikel-partikel pembentuknya (proton dan neutron )
Berdasarkan kesetaraan massa dan energi untuk konsep defek massa menurut Einstein, maka energi ikat inti dinyatakan dengan persamaan:
dengan
E = energi ikat inti (joule atau eV)
m = defek massa (sma atau kg)
c = kec. cahaya (3x108 m/s)
2mcE
Dengan memasukkan kesetaraan:
1 sma = 1,67 x 10-27 kg
1 eV = 1,6 x 10-19 joule
Maka diperoleh persamaan:
Dimana defek massa
Energi Ikat Inti Atom
smaMeVmxE /5,931
inp mmZAZmm int])([
Contoh Soal
Jawab. D
2
2
r
keE
2
2
r
keE
2
2
2r
keE
r
keE
2
2
r
keE
2
1. Energi total yang dimiliki elektron adalah ….
A. D.
B. E.
C.
1. Jawab. D
2
22
r
ke
r
keE
2
2
r
keE
Ek pEE
2
2
2 22
r
ke
r
keE
Contoh Soal
2. Energi elektron atom hidrogen pada
tingkat dasar adalah –13,6 eV. Energi
elektron pada lintasan L adalah ....
A. –54,4 eV D. –6,8 eV
B. –27,2 eV E. –3,4 eV
C. –13,6 Ev
Jawab. E
2. Jawab. E
Lintasan L , n = 2
2
6,13
n
eVEn
22
6,13 eVEn
eVeV
En 4,34
6,13
Contoh Soal
3. Elektron atom hidrogen model Bohr mengelilingi intinya dengan bilangan kuantum n. Bila energi elektron pada kulit itu bernilai 1/9 kali energi
elektron pada kulit pertama, maka nilai n itu adalah ....
A. 3 D. 16
B. 4 E. 32
C. 9
Jawab. A
3. Jawab A:
1: EEn
1:9
1
22 1
6,13:
6,13 eV
n
eV
1
1:
9
1
1
6,13:
6,1322
eV
n
eV
92 n
39 n
Contoh Soal
4. Sebuah atom akan memancarkan foton, apabila salah satu elektronnya....
A. meninggalkan atom
B. bertumbukan dengan elektron lainya
C. bertukar tingkat energi dengan elektron lain
D. mengalami transisi ke tingkat energi yang lebih rendah
E. mengalami transisi ke tingkat energi yang lebih tinggi
Jawab. D
4. Jawab.D
Elektron akan memancarkan atau melepaskan energi/foton jika mengalami transisi dari tingkat energi tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah (dari lintasan luar ke lintasan dalam)
Contoh Soal
5. Sebuah elektron bertransisi dari kulit ke-4 ke kulit ke-2, maka energi yang dilepaskan sebesar ….
A. 4,25 eV D. 2,35 eV
B. 3,40 eV E. 0,85 eV
C. 2,55 eV
Jawab. C
5. Jawab. C
Transisi dari nA =4 ke nB =2
BA nntransisi EEE
eVEtransisi ))4,3(85.0(
)2
6,13(
4
6,1322
eVeVEtransisi
eVeVEtransisi 55,2))4,385.0(
Contoh Soal
6. Afinitas elektron adalah ....A. energi yang dibebaskan pada saat
pembentukan ion positif
B. energi yang diserap pada saat pembentukan ion positif
C. sama dengan energi ionisasi.
D. energi yang dibebaskan pada saat pembentukan ion negatif
E. energi yang diserap pada saat pembentukan ion negatif
Jawab. D
Contoh Soal
7. Jika energi ionisasi atom 1/16 kali energi ionisasi atom tersebut pada keadaan dasarnya, maka nilai n adalah….
A. 2 D. 16
B. 4 E. 32
C. 8
Jawab. B
7. Jawab. B
nionisasi EE
161EEn
161
6,136,13 2
2
eV
n
eV
16
6,136,132
eV
n
eV
162 n
416 n
Contoh Soal
8. 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
Jawab. E
Contoh Soal
9.Jika massa inti = 7,01822 sma,
massa proton = 1,0078 sma, massa
neutron = 1,0086 sma, maka energi ikat inti adalah ....
A. 36,00 MeV D. 46,44 MeV
B. 36,87 MeV E. 46,87 MeV
C. 36,83 MeV
Li73
Li73
Jawab. B
9. Jawab. B
minti = 4,0020 sma, mp= 1,0078 sma,
mn = 1,0087 sma 1sma =930 MeV
A=7, z=3, maka energi ikat inti E= …. smaMeVmxE /5,931
smaMeVxmmZAZmE inp /5,931}])({[ int
smaMeVsE /5,931max}01822,7]0086,1)37(0078,1.3{[
MeVMeVxE 87,365,93103958,0
Li73
Contoh Soal
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
Jawab. A
10. Jawab. A
minti = c, mp= p, mn = n
A=12, z=6, maka energi ikat inti E= ….
smaMeVxmmZAZmE inp /5,931}])({[ int
smaMeVscnpE /5,931max}])612(6{[
C126
MeVxcnpE 5,931)66(
