Energi Atom dan Inti, NIRSAM

download Energi Atom dan Inti, NIRSAM

of 32

  • date post

    27-Jun-2015
  • Category

    Education

  • view

    1.814
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of Energi Atom dan Inti, NIRSAM

  • 1. LOGO Oleh : Nirsam, S.Pd NIM. 13708259002 Energi Atom & Inti PROGRAM STUDI PENDIDIKAN SAINS PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA MK. FISIKA Prof. Jumadi

2. 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 3. 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) 4. Energi Total Elektron Berdasar Teori Atom Rutherford tersebut, maka berlaku : spe FF r mv r ke 2 2 2 2 2 mv r ke 5. 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 ke E kEpEE 2 r ke Ep 2 2 r ke Ek 6. 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. 7. 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. 6,13 2 n eV En 8. 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 eV En 9. 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 10. 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 11. 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 XA Z 12. 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 K39 19 29 4 Be 13. 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) 2 mcE 14. 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])([ 15. Contoh Soal Jawab. D 2 2 r ke E 2 2 r ke E 2 2 2r ke E r ke E 2 2 r ke E 2 1. Energi total yang dimiliki elektron adalah . A. D. B. E. C. 16. 1. Jawab. D 2 22 r ke r ke E 2 2 r ke E EkpEE 22 2 22 r ke r ke E 17. 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 18. 2. Jawab. E Lintasan L , n = 2 2 6,13 n eV En 2 2 6,13 eV En eV eV En 4,3 4 6,13 19. 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 20. 3. Jawab A: 1: EEn 1: 9 1 22 1 6,13 : 6,13 eV n eV 1 1 : 9 1 1 6,13 : 6,13 22 eV n eV 92 n 39n 21. 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 22. 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) 23. 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 24. 5. Jawab. C Transisi dari nA =4 ke nB =2 BA nntransisi EEE eVEtransisi ))4,3(85.0( ) 2 6,13 ( 4 6,13 22 eVeV Etransisi eVeVEtransisi 55,2))4,385.0( 25. 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 26. 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 27. 7. Jawab. B nionisasi EE 16 1E En 16 1 6,13 6,13 2 2 eV n eV 16 6,136,13 2 eV n eV 162 n 416n 28. 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 29. 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 Li7 3 Li7 3 Jawab. B 30. 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 Li7 3 31. 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 C12 6 Jawab. A 32. 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{[ C12 6 MeVxcnpE 5,931)66(