inti atom

5/6/2018 inti atom - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/inti-atom-559ab999a550d 1/30

DISUSUN OLEH : MOCH MAULANA BM

PRODI MATEMATIKA

SEMESTER 2A

NIM : 2010 10300 578

STKIP PGRI NGANJUK

2010/2011



PENGERTIAN ATOM Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan

elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yangbermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom

Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron).

Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani ( τομος/ἄ átomos, α-τεμνω), yang berarti tidak

dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi.

Dalam pengamatan sehari-hari, secara relatif atom dianggap sebuah objek yangsangat kecil yang memiliki massa yang secara proporsional kecil pula. Atom hanya

dapat dipantau dengan menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop gaya atom.



PENGERTIAN INTI ATOM

Pusat dari atom disebut inti atom atau nukleus. Inti atom terdiri dari proton dan

neutron. Banyaknya proton dalam inti atom disebut nomor atom, dan menentukanelemen dari suatu atom.

Ukuran inti atom jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri, dan hampir sebagian

besar tersusun dari proton dan neutron, hampir sama sekali tidak ada sumbangan

dari elektron.

Jumlah netron dalam inti atom menentukan isotop elemen tersebut. Jumlah proton

dan netron dalam inti atom saling berhubungan; biasanya dalam jumlah yang sama,

dalam nukleus besar ada beberapa netron lebih. Kedua jumlah tersebut

menentukan jenis nukleus. Proton dan netron memiliki masa yang hampir sama, dan jumlah dari kedua masa tersebut disebut nomor massa, dan beratnya hampir sama

dengan massa atom ( tiap isotop memiliki masa yang unik ). Masa dari elektron

sangat kecil dan tidak menyumbang banyak kepada masa atom.



Contoh isotop Atom hidrogen

Hidrogen Deuterium Tritium

Proton 1 1 1

Neutron 0 1 2

Elektron 1 1 1



MASSA INTI

Inti atom:proton = 1.007276 sma ≈1 sma

neutron = 1.008665 sma ≈ 1 sma

Simbol inti : A

Z

ket : Z = nomor atom = ∑ proton

A = nomor massa = ∑p + ∑n.

Contoh :

Berarti : no atom 17, ∑p= 17 dan ∑n= 35-17 = 18

35

17



Neutron dan proton adalah dua jenis fermion yang berbeda. Asas pengecualian

Pauli melarang adanya keberadaan fermion yang identik (seperti misalnya proton

berganda) menduduki suatu keadaan fisik kuantum yang sama pada waktu yang

sama. Oleh karena itu, setiap proton dalam inti atom harusnya menduduki keadaan

kuantum yang berbeda dengan aras energinya masing-masing. Asas Pauli ini jugaberlaku untuk neutron. Pelarangan ini tidak berlaku bagi proton dan neutron yang

menduduki keadaan kuantum yang sama.

Untuk atom dengan nomor atom yang rendah, inti atom yang memiliki jumlah proton

lebih banyak daripada neutron berpotensi jatuh ke keadaan energi yang lebih

rendah melalui peluruhan radioaktif yang menyebabkan jumlah proton dan neutronseimbang. Oleh karena itu, atom dengan jumlah proton dan neutron yang

berimbang lebih stabil dan cenderung tidak meluruh. Namun, dengan meningkatnya

nomor atom, gaya tolak-menolak antar proton membuat inti atom memerlukan

proporsi neutron yang lebih tinggi lagi untuk menjaga stabilitasnya. Pada inti yang

paling berat, rasio neutron per proton yang diperlukan untuk menjaga stabilitasnyaakan meningkat menjadi 1,5.



Jumlah proton dan neutron pada inti atom dapat diubah, walaupun hal ini

memerlukan energi yang sangat tinggi oleh karena gaya atraksinya yang kuat. Fusi

nuklir terjadi ketika banyak partikel atom bergabung membentuk inti yang lebih

berat. Sebagai contoh, pada inti Matahari, proton memerlukan energi sekitar 3–10keV untuk mengatasi gaya tolak-menolak antar sesamanya dan bergabung menjadi

satu inti. Fisi nuklir merupakan kebalikan dari proses fusi. Pada fisi nuklir, inti

dipecah menjadi dua inti yang lebih kecil. Hal ini biasanya terjadi melalui peluruhan

radioaktif. Inti atom juga dapat diubah melalui penembakan partikel subatom

berenergi tinggi. Apabila hal ini mengubah jumlah proton dalam inti, atom tersebut

akan berubah unsurnya.

Jika massa inti setelah terjadinya reaksi fusi lebih kecil daripada jumlah massa

partikel awal penyusunnya, maka perbedaan ini disebabkan oleh pelepasan

pancaran energi (misalnya sinar gamma), sebagaimana yang ditemukan pada

rumus kesetaraan massa-energi Einstein, E = mc2 , dengan m adalah massa yang

hilang dan c adalah kecepatan cahaya. Defisit ini merupakan bagian dari energipengikatan inti yang baru.



Fusi dua inti yang menghasilkan inti yang

lebih besar dengan nomor atom lebih

rendah daripada besi dan nikel (jumlah

total nukleon sama dengan 60) biasanyabersifat eksotermik, yang berarti bahwa

proses ini melepaskan energi. Adalah

proses pelepasan energi inilah yang

membuat fusi nuklir pada bintang dapat

dipertahankan. Untuk inti yang lebih berat,energi pengikatan per nukleon dalam inti

mulai menurun. Ini berarti bahwa proses

fusi akan bersifat endotermik.



Sifat-sifat nuklir Berdasarkan definisi, dua atom dengan jumlah proton yang identik dalam intinya

termasuk ke dalam unsur kimia yang sama. Atom dengan jumlah proton samanamun dengan jumlah neutron berbeda adalah dua isotop berbeda dari satu unsur

yang sama. Sebagai contohnya, semua hidrogen memiliki satu proton, namun

terdapat satu isotop hidrogen yang tidak memiliki neutron (hidrogen-1), satu isotop

yang memiliki satu neutron (deuterium), dua neutron (tritium), dll. Hidrogen-1 adalah

bentuk isotop hidrogen yang paling umum. Kadang-kadang ia disebut sebagaiprotium. Semua isotop unsur yang bernomor atom lebih besar daripada 82 bersifat

radioaktif.

Dari sekitar 339 nuklida yang terbentuk secara alami di Bumi, 269 di antaranya

belum pernah terpantau meluruh. Pada unsur kimia, 80 dari unsur yang diketahui

memiliki satu atau lebih isotop stabil. Unsur 43, 63, dan semua unsur lebih tinggidari 83 tidak memiliki isotop stabil. Dua puluh tujuh unsur hanya memiliki satu isotop

stabil, manakala jumlah isotop stabil yang paling banyak terpantau pada unsur

timah dengan 10 jenis isotop stabil.



Sebuah inti atom (DNA) terdiri dari proton dan neutron yang saling terikat sangat

kuat. Gaya elektromagnet yang menyebabkan semacam arus (muatan), mencegah

proton membentuk ikatan tanpa neutron (gaya elektromagnetik tersebut akan

menghancurkan inti nuklir semacam itu - ikatan tanpa neutron). Ketika neutron dan

proton berada dalam jarak yang sangat dekat, mereka ditahan oleh gaya nuklir kuat.

Gaya nuklir kuat ini sangat sangat kuat bila dibandingkan dengan gaya gravitasi

atau dengan gaya elektromagnet, akan tetapi karena gaya nuklir kuat ini hanya

bekerja dalam jarak yang sangat pendek (berlawanan dengan gaya gravitasi dan

elektromagnet yang mempunyai jangkauan tak terhingga) kita tidak dapat

merasakannya dalam kehidupan sehari hari. Hidrogen adalah satu-satunya unsur yang tidak mempunyai neutron dalam intinya; inti hidrogen hanya terdiri 1 proton.

Bentuk stabil dari helium, unsur teringan berikutnya, mempunyai 2 proton dan 2

neutron. Sebagian besar unsur ringan stabil ketika mempunyai jumlah neutron dan

proton yang seimbang, tetapi semakin berat/besar suatu unsur ia akan

membutuhkan lebih banyak neutron untuk tetap terikat bersama.



Peluruhan radioaktif Setiap unsur mempunyai satu atau lebih isotop berinti tak stabil yang akan

mengalami peluruhan radioaktif,

Bentuk-bentuk peluruhan radioaktif yang paling umum adalah: Peluruhan alfa, terjadi ketika suatu inti memancarkan partikel alfa (inti helium yang

terdiri dari dua proton dan dua neutron). Hasil peluruhan ini adalah unsur barudengan nomor atom yang lebih kecil.

Peluruhan beta, diatur oleh gaya lemah, dan dihasilkan oleh transformasi neutronmenjadi proton, ataupun proton menjadi neutron. Transformasi neutron menjadiproton akan diikuti oleh emisi satu elektron dan satu antineutrino, manakalatransformasi proton menjadi neutron diikuti oleh emisi satu positron dan satuneutrino. Emisi elektron ataupun emisi positron disebut sebagai partikel beta.

Peluruhan beta dapat meningkatkan maupun menurunkan nomor atom inti sebesar satu.

Peluruhan gama, dihasilkan oleh perubahan pada aras energi inti ke keadaan yanglebih rendah, menyebabkan emisi radiasi elektromagnetik. Hal ini dapat terjadisetelah emisi partikel alfa ataupun beta dari peluruhan radioaktif .



Jenis-jenis peluruhan radioaktif lainnya yang lebih jarang meliputipelepasan neutron dan proton dariinti, emisi lebih dari satu partikelbeta, ataupun peluruhan yangmengakibatkan produksi elektronberkecepatan tinggi yang bukansinar beta, dan produksi fotonberenergi tinggi yang bukan sinar gama

Tiap-tiap isotop radioaktif mempunyai karakteristik periodewaktu peluruhan (waktu paruh)yang merupakan lamanya waktu

yang diperlukan oleh setengah jumlah sampel untuk meluruh habis.Proses peluruhan bersifateksponensial, sehingga setelah duawaktu paruh, hanya akan tersisa25% isotop.



Radioaktivitas alam Inti tdk stabil akan meluruh dan memancarkan

radiasi

Ra226

88 → Rn + α ≈ He

Th → Pa +β ≈ e

N → P + e



Tabel Peluruhan Radioaktif & Perubahan

inti

Jenis Radiasi Simbol No. Massa Muatan Perubahan No massa

Perubahan No. Atom

Alfa α 4 2Berkurang

4Berkurang 2

Beta β 0 -1 Tetap Tambah 1

Gamma γ 0 0 Tetap Tetap

Contoh :

Plutonium meluruh dgn memancarkan partikel alfa. Unsur apakah

yg tbtk?

Jawab :Massa unsur baru = 239-4 = dan muatannya = 94-2 =92

Muatan inti (nomor atom) 92 adalah uranium (U)

UHePu235

92

4

2

239

94+→



WAKTU PARUH

Waktu paruh (half-life) dari sejumlah bahan yang menjadi subjek dari peluruhan

eksponensial adalah waktu yang dibutuhkan untuk jumlah tersebut berkurangmenjadi setengah dari nilai awal. Konsep ini banyak terjadi dalam fisika, untukmengukur peluruhan radioaktif dari zat-zat, tetapi juga terjadi dalam banyak bidanglainnya.

Kuantitas subyek yang mengalami peluruhan (N). Nilai N pada waktu y

ditentukan dengan rumus

Secara khusus, terdapat waktu t ½ sehingga :

atau

N 0

sebagai nilai awal N (pada saatt=0)

λ sebagai konstanta positif(konstanta peluruhan).



Contoh :

Bila dimulai dgn 16 juta atom radioaktif,

berapa yg tertinggal setelah 4 waktu

paruh?Jawab:

Tersisa = (1/2)4 = 1/16 x 16 juta = 1 juta

atom



Transmutasi Transmutasi adalah perubahan atau konversi

satu objek menjadi objek lain.

Transmutasi unsur kimia terjadi melaluireaksinuklir dan disebut dengan transmutasi nuklir.

Transmutasi alami terjadi bila

unsur radioaktif secara spontan meluruh

melalui suatu periode waktu yang panjang

dan berubah menjadi unsur lain yang lebih

stabil. Transmutasi buatan terjadi pada mesin

yang memiliki cukup energi untuk

menyebabkan perubahan pada struktur nuklir

unsur tersebut. Mesin yang mampu

menyebabkan transmutasi buatan antara lain

adalah akselerator partikel dan reaktortokamak.

Reaksi umum : α, n, partikel subatomik

lain + inti stabil → pemancaran radioaktif

Contoh:

H O He N 11

178

42

147 +→+

nC He Be1

0

12

6

4

2

9

4 +→+

HeCl n K 4

2

36

17

1

0

39

19+→+



TERINDUKSIRADIOAKTIF TERINDUKSIyaitu : pancaran

radioaktif baru, yg dihslkan dr suatu inti radioaktif yg

terbentuk dr reaksi inti sebelumnya

Karbon-10 memancarkan positron ketika meluruh. Tuliskanreaksinya!

Jawab:

nPHeAl1

0

30

15

4

2

27

13 +→+

SieP 3014

01

3015 +→

+

neH0

1

0

1

1

1 +→+

BeC10

5

0

1

10

6+→

+



DAYA TEMBUS dan DAYA IONISASI Daya Tembus : α < β < γ

Daya ionisasi : α > β > γ

α dpt ditahan olehlapisan kulit

dpt ditahanselembar kertas

β dpt ditahan papankayu atau

Alumunium

γ dpt menembus &merusak

organ

dpt ditahan olehbeberapa

cm Pb



Penggunaan Radioisotop Isotop suatu unsur tertentu, radioaktif atau tdk,

mempunyai tingkah laku yg sama dlm proseskimia & fisika → pelacak

Penggunaan Isotop Keterangan

Kebocoran pipa

Isotop yg pendek umurnya

Alat pencacah Geiger

Penyerapan pupuk P

Isotop P Hasilnya disebut autoradiograf

Pertanian -Menguji keefektifan pupuk & herbisidaMembandingkan nilai nutrisi pakanPemberantasan hama

Penelitian dasar 14CMekanisme fotosintesis jalur metabolisme hewan & manusia



PENGOBATAN NUKLIRISOTOP NAMA PENGUNAAN

51Cr Kromium-51Penentuan volume sel darah & volumedarah total

58Co Kobalt-58 Penentuan serapan vit. B12

60Co Kobalt-60 Perlakuan radiasi utk kanker

131I Iod-131Deteksi ktdk beresan fs tiroid; pengukuranaktifitas hati & metabolisme lemak;

perlakuan utk kanker tiroid

59Fe Besi-59Pengukuran laju pembentukan & umur sel

darah merah



ISOTOP NAMA PENGUNAAN

32P Fosfor-32Deteksi kanker kulit /kanker jaringanyg terbuka krn operasi

226Ra Radium-226 Terapi radiasi utk kanker

24 Na Natrium-24Deteksi konstriksi 7 obstruksi dlmsistem sirkuler

99Tcm Teknetium-99m Diagnosis beberapa penyakit

3 H Tritium Penentuan total air tubuh



radioisotop



RADIOISOTOP Waktu paruh isotop tertentu dpt digunakan utk memperkirakan umur

batuan & benda purbakala Uranium-238 (t1/2 = 4,5 x 10

9

thn)

Utk memperkirakan umur batuan

batuan bumi 3-3,5 x 109 thn umur bumi 4,5-5,0 x 109 thn

batuan bulan 4,5 x 109 thn karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)

Karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)

Utk menentukan umur benda purbakala & mendeteksi keaslian benda

purbakala 14C terbtk di lap atmosfir atas

PbU 206238

→ →

H C n N

1

1

14

6

1

0

14

7 +→+

)(

14

6)(

14

6 hidupmakhlukdiatmosfirdiC C →

jk makhluk hidup mati maka:

N C berkurang 14

7)(

14

6 →



Dampak radioaktif Bom nuklir

Akibat radiasi yang ditimbulkan



k



Rangkuman Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan

elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan

netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron). Ukuran inti atom jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri, dan hampir sebagian

besar tersusun dari proton dan neutron, hampir sama sekali tidak ada sumbangandari elektron.

Inti atom:

proton = 1.007276 sma ≈1 sma

neutron = 1.008665 sma ≈ 1 sma Berdasarkan definisi, dua atom dengan jumlah proton yang identik dalam intinya

termasuk ke dalam unsur kimia yang sama. Atom dengan jumlah proton samanamun dengan jumlah neutron berbeda adalah dua isotop berbeda dari satu unsur yang sama.

Setiap unsur mempunyai satu atau lebih isotop berinti tak stabil yang akanmengalami peluruhan radioaktif,

Bentuk-bentuk peluruhan radioaktif yang paling umum adalah peluruhan alfa, betadan gamma



Waktu paruh (half-life) dari sejumlah bahan yang menjadi subjek dari peluruhan

eksponensial adalah waktu yang dibutuhkan untuk jumlah tersebut berkurang

menjadi setengah dari nilai awal.

Kuantitas subyek yang mengalami peluruhan (N). Nilai N pada waktu y ditentukan

dengan rumus

Transmutasi adalah perubahan atau konversi satu objek menjadi objek lain.

Radioaltif terinduksi yaitu : pancaran radioaktif baru, yg dihslkan dr suatu inti

radioaktif yg terbentuk dr reaksi inti sebelumnya.

Waktu paruh isotop tertentu dpt digunakan utk memperkirakan umur batuan &

benda purbakala

Dampak radiokatif bagi manusia dapat menimbulkan kelainan fisik dan berbagai

penyakit.



Soal latihan

Tentukan jumlah poton, elektron, serta noutron dariunsur2 berikut:

Waktu paruh Radium 1620 tahun. Berapa lama waktu yang diperlukan radium untuk meluruh hingga tersisa1/16 jumlah radium semula !

Tentukan usia suatu kayu kuno, jika diketahui

aktivitas karbon yang terdapat di dalamnya 3/8 dariaktivitas yang terdapat pada kulit pohon yang masihsegar. Waktu paruh karbon 5570 tahun

Na23

11 Cs132

55

−216

8O

+327

13Al

inti atom

Documents

Transcript of inti atom