Rabu, 08 Februari 2012

Antara Atom dan Inti Atom

1. Inti Atom
Partikel-partikel bermuatan positif yang menyusun inti yang disebut dengan Proton.Menurut Millikan dan Thomson,massa electron sangatlah kecil,sehingga massa proton hanya sedikit lebih kecil dari massa atom hydrogen.James Chadwick (1891-1974),pada tahun 1933 berhasil mendemonstrasikan kehadiran partikel neutron.Proton-proton dapat dengan mudah dideteksi oleh kamar ionisasi (ionization chamber detector).
picture11
Dengan demikian,inti atom terdiri darisejumlah proton dan sejumlah neutron tak bermuatan.Proton dan neutron sebagai penyusun inti atom (nucleus) disebut sebagai nucleon.Jumlah proton dalam suatu inti atom,dilambangkan oleh Z.Sedangkan jumlah nucleon dalam inti atom disebut nomor assa,dilambangkan oleh A.Jika unsure dilambangkan oleh X maka inti atom dengan nomor massa tertentu disebut nuklida.Sebuah nuklida dilambangkan dengan
picture2
Dari Lambang nuclida picture31kita bisa enentukan jumlah proton dan neutron dalam inti atom,dan sekaligus juga jumlah electron yang mengitari inti,yaitu sebagai berikut:
Jumlah proton = Z
Jumlah neutron = A – Z
Neutron = Z untuk atom netral
Nuklida-nuklida dengan jumlah proton sama tetapi jumlah neutron berbeda disebut Isotop.Nuklida-nuklida dengan jumlah nucleon sama tetapi jumlah proton berbeda disebut Isobar.Sedangkan nuklida-nuklida dengan jumlah neutron yang sama disebut Isoton. Muatan dan Massa Partikel-partikel pembentuk atom. Proton memiliki satu muatan elementer positif yang besarnya sama dengan muatan e electron (dengan e = 1,6 x 10-19 ).Neutron tidak bermuatan sehingga neutron tidak dibelokkan ketika melalui suatu medan listrik atau magnetic.Itulah sebabnya neutron leih sukar untuk dideteksi.Massa-massa inti dapat diukur dengan ketelitian tinggi dengan memakai spectrometer massa. Satu proton atau satu neutron kira-kira memiliki 1 sma.Elektron memiliki massa hanya sebagian kecil dari satu u.
massa proton = 1,007 276 u
massa neutron = 1,008 665 u
massa electron = 0,000 549 u
Ahli nuklir lebih sering menyatakan satuan massa dalam satuan energi ekivalennya,yaitu MeV/c2,
dimana 1 u = 1,660 559 x 10-27 kg = 931,50 MeV/c2
dengan c = 3 x 108 m/s adalah cepat rambat cahaya dalam vakum.
Kestabilan inti
Ukuran dsn bentuk intiJari-jari inti atom r bergantung pada nomor massa A dan secara pendekatan diberikan oleh jari–
jari atom.
2. Jari-jari inti atom r = (1,2 x 10-15 m) 1/ 3 A
Kesetabilan inti Jumlah neutron menjadi lebih besar dari jumlah proton begitu nomor atom Z meningkat. Peluruhan atau penyusunan ulang struktur-struktur internal secara spontan ini disebut radioktivitas(radioactivity), yang ditemukan pertama kali oleh Fisikiawan Prancis,Hendry Becqurel (1852-1908) pada tahun 1896. Defek Massa dan Energi ikat inti Massa atom netral dapat diukur dengan menggunakan spektrom meter massa. Massa atom terlalu kecil jika dinyatakan dalam satuan kilogram, sehingga massa atom dinyatakan dalam atomic mass unit(u).
Atom netral helium picture4mengandung 2 proton, 2 neutron, dan 2 elektron.Dengan demikian kita harapkan massa atom
picture41sama dengan jumlah 2 proton,2 neutron,dan 2 elektron.Dengan demikian
Massa 2 proton = 2 x 1,007 276 u = 2,014 552 u
Massa 2 neutron = 2 x 1,008 665 u = 2,017 330 u
Massa 2 elektron = 2x 0,000 549 u = 0,001 098 u +
Massa picture42= 4,001 098 u
Massa sebuah inti stabil selalu lebih kecil daripada massa gaungan nucleon-nukleon pembentuknya.Selisih massa antara gabungan massa nucleon-nukleon pembentuk inti dengan massa inti stabilnya disebut defek massa (mass defect).
Energi yang diperlukan untuk memutuskan inti menjadi proton-proton dan neutronn-neutron pembentuknya disebut Enegi ikat inti(binding energi). Energi ikat dan defek massa ∆E=∆mc2
Dengan 1 u=931MeV/c2
Sehingga jika E dan _m dinyatakan dalam MeV dan u, maka menjadi ∆E=∆m x (931 MeV/u)
Rumus menghitung energi ikat
Energi ikat inti ∆E = [Zmp + (A-Z)mn + m picture32 ] x 931 MeV/u
Dengan: ∆E=energi ikat inti atom(dalam MeV),
Z, A= nomor atom dan nomor massa atom X,
Mp= massa proton(dalam u),
Mn= massa neutron(dalam u),
Me= massa electron(dalam u),
picture5= massa atom netral X dari hasil pengukuran,
Bentuk grafik gambar terutama ditentukan oleh 3 faktor:
1. lengkungan yang hamper lurus, terbentuk karena nukleon – nukleon berinteraksi hanya dengan tetangga – tetangga tersekatnya; artinya enegi ikat per nukleon tak tergantung pada jumlah nukleon dalam ikat(nomor massa A);
2. lengkungan yang berkurang tajam untuk inti ringan, terbentuk karena inti ringan secara relatif memiliki nukleon – nukleon yang lebih datar dank arena itu hanya memiliki tetangga – tetangga terdekat yang lebih sedikit dari pada inti berat; dan
3. lengkungan yang berkurang secra berangsur untuk inti berat adalah berhuungan dengan gaya tolak menolak coulomb antara proton – proton, yang makin besar untuk jumlah proton yang lebih banyak.
Jika kita memisah suatu inti yang berat menjadi dua inti yang lebih ringan,energi akan dibebaskan,kerena energi ikat per nucleon lebih besar untuk dua inti yang lebih ringan daripada untuk inti induk yang berat.Proses ini dikenal dengan reaksi fisi.Kita juga dapat meggabungkan dua inti yang ringan menjadi sebuah inti yang berat,proses ini disebut reaksi fusi.