Oleh :Asti Dewi Nurhayati

13708251111

MODEL_MODEL INTI ATOM

Inti AtomInti Atom

Inti AtomInti Atom Adanya inti Atom pertama kali diketahui oleh Adanya inti Atom pertama kali diketahui oleh

Rutherford (1911), dari eksperimen yang Rutherford (1911), dari eksperimen yang dilakukan oleh Geiger dan Marsden (1909).dilakukan oleh Geiger dan Marsden (1909).

Setelah penemuan proton dan elektron, Ernest Rutherford melakukan penelitian penembakan lempang tipis emas.

Ernest Rutherford dibantu oleh Hans Geiger dan Ernest Marsden (1911) menemukan konsep inti atom Percobaan Rutherford dapat digambarkan sebagai berikut.

Dalam eksperimennya, Ernest Rutherford bersama dua Dalam eksperimennya, Ernest Rutherford bersama dua orang asistennya yaitu Hans Geiger dan Ernest Mersden orang asistennya yaitu Hans Geiger dan Ernest Mersden melakukan penembakan terhadap lempeng tipis emas melakukan penembakan terhadap lempeng tipis emas dengan partikel alfa berenergi tinggi . Mereka menemukan dengan partikel alfa berenergi tinggi . Mereka menemukan bahwa sebagian besar partikel alfa dapat menembus bahwa sebagian besar partikel alfa dapat menembus lempeng tipis emas tanpa pembelokan, seolah-olah lempeng tipis emas tanpa pembelokan, seolah-olah lempeng emas itu tidak ada. Akan tetapi, kemudian mereka lempeng emas itu tidak ada. Akan tetapi, kemudian mereka menemukan bahwa sebagian kecil dari partikel alfa menemukan bahwa sebagian kecil dari partikel alfa mengalami pembelokkan yang cukup besar, bahkan mengalami pembelokkan yang cukup besar, bahkan beberapa diantaranya dipantulkan. beberapa diantaranya dipantulkan.

Jika atom terdiri dari partikel yang bermuatan positif dan negatif maka sinar alfa yang ditembakkan seharusnya tidak ada yang diteruskan/ menembus lempeng sehingga mincullah istilah inti atom

Atom terdiri atas inti yang bermuatan Atom terdiri atas inti yang bermuatan listrik positif yang mengandung listrik positif yang mengandung hampir seluruh massa atomhampir seluruh massa atom

ElektronElektron bermuatan negatif bermuatan negatif bergerak bergerak mengelilingi inti atommengelilingi inti atom seperti lintasan seperti lintasan tata suryatata surya

Atom bersifat netralAtom bersifat netral, jumlah , jumlah muatan muatan inti = inti = jumlah jumlah muatan elektron muatan elektron yang yang mengelilingi intimengelilingi inti

Dalam Reaksi kimiaDalam Reaksi kimia, hanya , hanya elektron elektron pada kulit terluar pada kulit terluar saja yang saja yang saling saling mempengaruhimempengaruhi, sedangkan inti atom , sedangkan inti atom tidak mengalami perubahan tidak mengalami perubahan

A

X Z

Z = proton = elektron (nomor atom)A = nomor massa jumlah proton + neutron

Dari hasil eksperimen, ia mengajukan gagasannya tentang inti atom. menurut Rutherford, sebagian besar dari massa dan muatan positif atom terkonsentrasi pada bagian pusat atom yang selanjutnya disebut inti atom. Elektron beredar mengitari inti pada jarak yang relatif sangat jauh. Lintasan itu disebut kulit atom. Jarak dari inti hingga kulit atom disebut jari-jari atom.

Energi Ikatan IntiEnergi Ikatan Inti

Massa diam inti stabil ternyata lebih kecil dari jumlah Massa diam inti stabil ternyata lebih kecil dari jumlah massa diam nukleon-nukleon penyusunnya. Munculnya massa diam nukleon-nukleon penyusunnya. Munculnya penurunan massa ini disebabkan karena energi negatif penurunan massa ini disebabkan karena energi negatif diperlukan untuk mengikat nukleon-nukleon dalam inti. diperlukan untuk mengikat nukleon-nukleon dalam inti. Energi ikat inti total, Energi ikat inti total, EIEI, diberikan oleh selisih antara , diberikan oleh selisih antara energi diam nukleon-nukleon penyusunnya dan energi energi diam nukleon-nukleon penyusunnya dan energi diam inti yang terbentuk. Jadi:diam inti yang terbentuk. Jadi:

EI = (Zmp) c2 + (Nmn) c2 - Minti c2

dengan mdengan mpp, m, mnn, m, minti inti

Berturut-turut adalah massa diam proton , massa Berturut-turut adalah massa diam proton , massa diam neutron, dan massa diam inti. diam neutron, dan massa diam inti.

Massa Inti= Matom - Zme

Model-Model Inti AtomModel-Model Inti Atom

Mengapa harus ada model-model dari Mengapa harus ada model-model dari inti atom? inti atom?

Sebenarnya sampai saat ini struktur real dari Sebenarnya sampai saat ini struktur real dari inti atom itu sendiri belum diketahui, dan untukinti atom itu sendiri belum diketahui, dan untuk mempermudah dalam mempelajari inti-inti dari mempermudah dalam mempelajari inti-inti dari suatu atom maka dibuatlah model. Berdasarkan suatu atom maka dibuatlah model. Berdasarkan data-data tentang inti atom yang dikumpulkan data-data tentang inti atom yang dikumpulkan oleh para ilmuwan, terdapat beberapa model oleh para ilmuwan, terdapat beberapa model inti, namun pada tulisan ini hanya dua model inti, namun pada tulisan ini hanya dua model saja yang diberikan. Walaupun begitu, kedua saja yang diberikan. Walaupun begitu, kedua model ini dianggap cukup untuk memberikan model ini dianggap cukup untuk memberikan wawasan tentang inti dari suatu atom.wawasan tentang inti dari suatu atom.

    a) Model tetes cairana) Model tetes cairan

b) Model kulitb) Model kulit inti inti

Model Tetes Cairan Model Tetes Cairan

C. V. Wieszacker pada tahun 1935 mendapati C. V. Wieszacker pada tahun 1935 mendapati bahwa sifat-sifat inti berhubungan dengan ukuran, bahwa sifat-sifat inti berhubungan dengan ukuran, masa dan energi ikat. Hal ini mirip dengan yang masa dan energi ikat. Hal ini mirip dengan yang dijumpai pada tetes cairan.dijumpai pada tetes cairan.

Pada tetes cairan, kerapatannya konstan, Pada tetes cairan, kerapatannya konstan, ukurannya berbanding lurus dengan jumlah partikel ukurannya berbanding lurus dengan jumlah partikel atau molekul dalam tetesan dan kalor uap, atau atau molekul dalam tetesan dan kalor uap, atau energi ikatnya berbanding lurus dengan massa atau energi ikatnya berbanding lurus dengan massa atau jumlah partikel yang membentuk tetesan.jumlah partikel yang membentuk tetesan.

Nukleon-nukleon yang ada dipermukaan nukleus Nukleon-nukleon yang ada dipermukaan nukleus mendapatkan gaya tarikan yang lebih kuat kearah mendapatkan gaya tarikan yang lebih kuat kearah dalam nukleus cenderung menjadi bulat seperti dalam nukleus cenderung menjadi bulat seperti setetes cairan.setetes cairan.

Rumus massa semi empirisRumus massa semi empiris

dimana:dimana:b1 = 14,0 MeVb1 = 14,0 MeV

b2 = 13,0 MeVb2 = 13,0 MeV

b3 = 0,58 MeVb3 = 0,58 MeV

b4 = 19,3 MeVb4 = 19,3 MeV

b5b5 berdasarkanberdasarkan

M = Zmp+ (A-Z)mn c2 – EI

EI= b1A+b2A2/3+b3Z2A-1/3+b4(A-2Z)2A-1 + b5A-

3/4

A Z b5

Genap Genap -33,5 MeV

Ganjil 0

Genap Ganjil +33,5 MeV

Z = proton (nomor atom)A = nukleon (nomor massa) netron: nukleon – protonMeV = Mega elektron volts

A

X Z

Model Kulit IntiModel Kulit Inti Berbagai persoalan yang terdapat dalam inti memiliki Berbagai persoalan yang terdapat dalam inti memiliki

beberapa persmaan dengan persoalan elektron-elektron beberapa persmaan dengan persoalan elektron-elektron dalam atom. Salah satu persamaan ini yaitu elektron dan dalam atom. Salah satu persamaan ini yaitu elektron dan nukleon memiliki tingkat-tingkat energi tertentu. Letak nukleon memiliki tingkat-tingkat energi tertentu. Letak perbedaan antara persoalan yang terdapat pada elektron perbedaan antara persoalan yang terdapat pada elektron dalam atom dan inti atom adalah potensial yang dalam atom dan inti atom adalah potensial yang ditimbulkan dan sifat orbitnya.ditimbulkan dan sifat orbitnya.

Perubahan sifat-sifat inti secara menonjol terjadi di dalam Perubahan sifat-sifat inti secara menonjol terjadi di dalam inti dengan Ninti dengan N (neutron) (neutron) dan Z dan Z (proton) (proton) sebesar sebesar 2, 8, 28, 2, 8, 28, 50, 82, 126  yang disebut bilangan ajaib inti50, 82, 126  yang disebut bilangan ajaib inti. Dalam . Dalam persoalan atom juga ditemukan bilangan ajaib, yaitu persoalan atom juga ditemukan bilangan ajaib, yaitu nomor atom yang terdapat pada gas mulia.nomor atom yang terdapat pada gas mulia. ada pada ada pada gambar gambar

Pada bilangan-bilangan ajaib ini, inti-inti diketahui stabil Pada bilangan-bilangan ajaib ini, inti-inti diketahui stabil dan jumlahnya banyak sekali, dan nukleon-nukleon dan jumlahnya banyak sekali, dan nukleon-nukleon terakhir atau ajaib yang mengisi penuh ‘kulit-kulit’ ini terakhir atau ajaib yang mengisi penuh ‘kulit-kulit’ ini memiliki energi ikat yang tinggimemiliki energi ikat yang tinggi

Untuk mengembangkan model kulit inti, maka Untuk mengembangkan model kulit inti, maka harus digunakan potensial yang berbeda untuk harus digunakan potensial yang berbeda untuk menyatakan gaya-gaya inti yang berjangkau menyatakan gaya-gaya inti yang berjangkau pendek. Salah satunya adalah dengan menganggap pendek. Salah satunya adalah dengan menganggap bahwa nukleon-nukleon bergerak dalam suatu bahwa nukleon-nukleon bergerak dalam suatu potensial osilator harmonik. potensial osilator harmonik. Bentuk osilator Bentuk osilator harmonik lebih mendekati hasil yang diinginkan. harmonik lebih mendekati hasil yang diinginkan. Fungsi potensial V ditulis dalam bentuk persamaan Fungsi potensial V ditulis dalam bentuk persamaan schroodinger.schroodinger. Rumus tingkat energi yang diperoleh Rumus tingkat energi yang diperoleh dari pemecahan persamaan schroodinger untuk dari pemecahan persamaan schroodinger untuk osilator harmonik, yaituosilator harmonik, yaitu

Kemungkinan nilai Kemungkinan nilai λ λ dari kombinasi n dari kombinasi n dan l ditunjukan pada tabel berikut :dan l ditunjukan pada tabel berikut :

Dan urutan penempatan nukleon Dan urutan penempatan nukleon ditunjukan sebagai berikut :ditunjukan sebagai berikut :

LATIHAN SOAL

LATIHAN SOAL

Adanya inti atom pertama kali diketahui oleh….Adanya inti atom pertama kali diketahui oleh….

a.a. RutherfordRutherford

b.b. Niels BohrNiels Bohr

c.c. J.J ThomsonJ.J Thomson

d.d. John DaltonJohn Dalton

JAWABAN : A

Percobaan yang menemukan adanya Percobaan yang menemukan adanya inti atom, dilakukan dengan melakukan inti atom, dilakukan dengan melakukan penalitian…penalitian…

a.a.Percobaan tetes minyak MilikanPercobaan tetes minyak Milikan

b.b.Penembakan partikel alfa pada inti Penembakan partikel alfa pada inti atom berilium (Be)atom berilium (Be)

c.c.Hamburan sinar alfa oleh lempeng Hamburan sinar alfa oleh lempeng emasemas

d.d.Percobaan Goldstein Percobaan Goldstein

JAWABAN : C

Berdasarkan percobaan Rutherford, Berdasarkan percobaan Rutherford, maka gambaran yang menunjukkan maka gambaran yang menunjukkan adanya gagasan tentang inti atom adanya gagasan tentang inti atom adalah…adalah…

a. b. c. a. b. c. d. d.

JAWABAN : D

Inti atom terdiri atas….Inti atom terdiri atas….

a.a. Proton dan ElektronProton dan Elektron

b.b. Neutron dan ElektronNeutron dan Elektron

c.c. Proton dan NeutronProton dan Neutron

d.d. Anoda dan KatodaAnoda dan Katoda

JAWABAN : C

a.a. 5,96925 u 5,96925 u

b.b. 5,96970 u 5,96970 u

c.c. 5,96975 u 5,96975 u

d.d. 5,96995 u 5,96995 u

JAWABAN : C

penyelesaian

Model inti atom yang dikatakan mirip Model inti atom yang dikatakan mirip dengan yang dijumpai pada setetes dengan yang dijumpai pada setetes cairan adalah…cairan adalah…

a.a.Model tetes cairanModel tetes cairan

b.b.Model kulit atomModel kulit atom

c.c.Model gaya nuklirModel gaya nuklir

d.d.Model kolektif intiModel kolektif inti

JAWABAN : A

Sifat-sifat dari tetesan cairan yaitu, kecuali….Sifat-sifat dari tetesan cairan yaitu, kecuali….

a.a. UUkurannya kurannya tidak sebanding tidak sebanding dengan jumlah dengan jumlah partikel atau molekul di dalam cairanpartikel atau molekul di dalam cairan

b.b. EEnergi ikatnya berbanding nergi ikatnya berbanding terbalikterbalik dengan dengan massa atau jumlah partikel yang massa atau jumlah partikel yang membentuk tetesan. membentuk tetesan.

c.c. Kerapatannya tidak konstanKerapatannya tidak konstan

d.d. Energi ikatnya berbanding lurus dengan Energi ikatnya berbanding lurus dengan massa atau jumlah partikel yang massa atau jumlah partikel yang membentuk tetesanmembentuk tetesan

JAWABAN : D

Besaran untuk nilai satuan energy Besaran untuk nilai satuan energy bb11pada rumus massa semi empiris pada rumus massa semi empiris dalam model tetes cairan adalah….dalam model tetes cairan adalah….

a.a.0,58 MeV0,58 MeV

b.b.13,0 MeV13,0 MeV

c.c.14,0 MeV14,0 MeV

d.d.19,3 MeV19,3 MeV

JAWABAN : C

Dengan model tetes cairan, tentukan isobar yang paling Dengan model tetes cairan, tentukan isobar yang paling stabil untuk A ganjil tertentu. Untuk A ganjil, b5 = 0 dalam stabil untuk A ganjil tertentu. Untuk A ganjil, b5 = 0 dalam rumus massa semi empiris sehingga energy ikatnya rumus massa semi empiris sehingga energy ikatnya menjadi.....menjadi.....

a.a.EI= bEI= b11A+bA+b22AA-2/3-2/3+b+b33ZZ22AA-1/3-1/3+b+b44(A-2Z)(A-2Z)22AA-1-1

b.b.EI= bEI= b11A+bA+b22AA2/32/3+b+b33ZZ22AA-1/3-1/3+b+b44(A-2Z)(A-2Z)22AA-1-1

c.c.EI= bEI= b11A+bA+b22AA2/32/3+b+b33ZZ22AA1/31/3+b+b44(A-2Z)(A-2Z)22AA-1-1

d.d.EI= bEI= b11A+bA+b22AA2/32/3+b+b33ZZ22AA1/31/3+b+b44(A-2Z)(A-2Z)22AA11

JAWABAN : B

penyelesaian

Perubahan sifat-sifat inti pada model kulit Perubahan sifat-sifat inti pada model kulit atom, secara menonjol terjadi di dalam inti atom, secara menonjol terjadi di dalam inti dengan N (neutron) dan Z (proton) dengan N (neutron) dan Z (proton) sebesar…sebesar…

a.a.0, 2, 8, 28, 50, 82, 1260, 2, 8, 28, 50, 82, 126

b.b.2, 8, 28, 50, 82, 1262, 8, 28, 50, 82, 126

c.c.2, 8, 28, 50, 822, 8, 28, 50, 82

d.d.2, 8, 28, 502, 8, 28, 50

JAWABAN : B