SIFAT-SIFAT INTI ATOM
Sifat-sifat
inti atom terbagi menjadi dua berdasarkan waktu. Berikut ini adalah sifat-sifat
inti atom.
a.
Sifat
Inti yang tak
bergantung pada waktu (time
independent)
1.
Muatan inti
Model atom Rutherford dapat menjelaskan spektra
sinar-X unsur-unsur yang diukur oleh Moseley (1913). Dari data Moseley
diketahui bahwa muatan inti adalah Z.e, dengan Z = nomor atom dan e = +1,602 x 10-19 C.
2.
Jari-jari inti
Jari-jari inti belum bisa ditentukan
atau diukur secara langsung.
Ada dua metode, yaitu cara nuklir dan cara elektromagnetik. Jika diasumsikan inti bulat (bola), maka
jejarinya ditentukan dengan
persamaan:
R=
ro.A1/3
ro
ditentukan melalui eksperimen, yaitu cara nuklir. Cara ini diukur jari-jari gaya inti (nuclear
force radius), yaitu
jarak dari pusat inti (core) ke jarak
jangkauan gaya inti. Pengukuran ro
yang dihasilkan dari cara nuklir adalah hamburan partikel alfa dengan ro=1,414 x 10-13 cm, peluruhan partikel alfa dengan ro=1,48
x 10-13 cm, dan
hamburan neutron cepat dengan hasil ro=1,37 x 10-13 cm.
3.
Massa inti
Menurut hipotesa Dalton (1803) atom-atom suatu
unsur identik. Prout (1815) menyatakan
bahwa semua unsur tersusun atas hydrogen dan massanya dapat dinyatakan
sebagai berikut.
Ternyata Inti Atom belakangan diketahui terdiri atas proton dan neutron,
sehingga massa inti dinyatakan sebagai berikut.
Dengan z dan n adalah jumlah proton dan
neutron, dan MN adalah massa neutron. Skala massa atom, yaitu skala
massa kimia (skala atomik), skala fisika (skala isotopik), dan skala
massa 12C.
4.
Momentum sudut
Momentum sudut inti dapat diketahui dari
struktur halus (hyperfine structure), dapat diamati dengan menggunakan spektrometer beresolusi tinggi. Nukleon
mempunyai spin ½. Oleh karena
nukleon bergerak maka proton dan neutron juga mempunyai momentum
sudut orbital. Momentum sudut total (spin inti) I,
merupakan jumlah vektor momentum sudut orbital, L dan momentum
sudut spin, S tiap nukleon.
5.
Momen magnetik
Di dalam inti atom nukleon-nukleon mengalami gerak orbital, baik proton
maupun neutron mempunyai momen magnetik. Untuk proton, momen magnetik proton,
Mp, dan momentum sudut orbital, Lp.
6.
Momen listrik
Momen listrik Inti pertama kali dijelaskan oleh Schuler dan Schmidt (1935), pada hyperfine
struktur Eu-151 dan Eu-153. Adanya momen kuadrupol inti berarti menunjukkan
distribusi inti tidak simetris bola. Konsep multipol listrik dapat
dijelaskan berdasarkan teori potensial listrik.
b.
Sifat
Inti yang bergantung waktu (time dependent)
1.
Peluruhan
radioaktif
Radioaktivitas (peluruhan
radioaktif) didefinisikan sebagai perubahan inti atom unsur yang spontan yang
tidak bergantung pada umur maupun keadaan fisis dan kimia unsur. Perubahan inti
atom menghasilkan pembentukan "inti atom baru" dengan mekanisme
pancaran partikel alpha, beta, dan gamma.
a. Peluruhan sinar alfa
Sinar alfa merupakan radiasi
partikel bermuatan positif. Partikel ini merupakan intiatom helium yang terdiri
atas 2 proton dan 2 neutron. Sifat-sifat sinar alfa adalah memiliki daya tembus kecil (daya jangkau 2,8 – 8,5 cm
dalam udara). Radiasi sinar alfa ini terdiri dari seberkas sinar
partikel alfa. Radiasi alfa terdiri dari partikel-partikel yang bermuatan
positif dengan muatan +2 dan massa atomnya 4. Partikel ini dianggap sebagai
inti helium karena mirip dengan inti atom helium (2He4), memiliki
daya tembus kecil (daya jangkau 2,8 – 8,5 cm dalam udara) serta dapat
mengionsasi molekul yang dilaluinya. Sinar alfa ini dapat menyebabkan satu atau
lebih elektron suatu molekul lepas sehingga molekul berubah menjadi ion (ion
positif dan elektron) per cm bila melewati udara, dalam medan listrik dapat dibelokkan
ke arah kutub negatif. Partikel-partikel alfa bergerak dengan kecepatan antara
2.000 – 20.000 mil per detik, atau 1 – 10 persen kecepatan cahaya.
b. Peluruhan Beta
Sinar beta merupakan radiasi
partikel bermuatan negatif yang identik dengan elektron. Sinar beta ini
bermuatan negatif dan bermassa sangat kecil, yaitu 5,5 x 10-4 sma dan diberi simbol beta atau e. Sifat-sifat
sinar sinar beta adalah memiliki daya tembus yang jauh lebih besar daripada
sinar alfa (dapat menembus lempeng timbel setebal 1 mm), daya ionisasinya lebih
lemah dari sinar alfa, bermuatan listrik negatif sehingga dalam medan listrik
dibelokkan ke arah kutub positif.
c. Peluruhan
Gamma
Sinar gamma merupakan radiasi
gelombang elektromagnetik, sejenis dengan sinar X, dengan panjang gelombang
pendek. Sifat-sifat sinar gamma adalah tidak memiliki massa, memiliki daya tembus
sangat kuat (dapat menembus lempeng timbal setebal 20 cm), daya ionisasinya
paling lemah, tidak bermuatan listrik sehingga tidak dapat dibelokkan oleh
medan listrik.
2.
Reaksi inti
Reaksi inti adalah reaksi yang terjadi jika suatu inti atom induk
ditembak dengan partikel yang berenergi dan menghasilkan inti baru atau inti
anak yang disertai pelepasan sejumlah energi.
Dalam reaksi inti harus dipenuhi hal-hal sebagai berikut:
a.
Hukum kekekalan momentum: momentum sebelum dan
momentum sesudah reaksi sama.
b.
Hukum kekekalan energi: energi sebelum dan
energi sesudah reaksi sama.
c.
Hukum kekakalan nomor atom: jumlah nomor atom
sesudah dan jumlah nomor atom sebelum reaksi sama.
d.
Hukum kekakalan nomor massa: jumlah nomor massa
sebelum dan jumlah nomor massa sesudah reaksi sama.
Jenis-jenis reaksi inti ada dua, yaitu sebagai berikut:
a)
Reaksi Fisi
Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti atom berat menjadi inti atom
baru yang lebih ringan dan disertai dengan pelepasan energi. Reaksi fisi dapat
dilakukan dengan menembaki inti berat dengan partikel-partikel elementer,
seperti neutron, partikel α,
deutron, dan sinar γ. Pada
reaksi fisi menghasilkan energi dan neutron. Neutron-neutron yang dihasilkan
akan menumbuk inti induk lain sehingga terjadi reaksi fisi berikutnya. Reaksi
ini berlangsung terus-menerus sehingga disebut reaksi berantai yang
menghasilkan energi besar. Rekasi inti berantai digunakan sebagai dasar
pembuatan reaktor nuklir dan bom atom. Contoh rekasi fisi adalah 92U235
yang ditembak dengan sebuah neutron.
b)
Reaksi Fusi
Reaksi fusi adalah reaksi penggabungan beberapa inti ringan menjadi inti
yang lebih berat yang disertai dengan pemancaran energi. Rekasi fusi merupakan
reaksi yang terjadi pada bintang (matahari) dan bom hidrogen. Rekasi fusi hanya
dapat terjadi dalam keadaan suhu sangat tinggi, yaitu 108oC. Contoh
reaski fusi adalah penggabungan inti 1H2 dengan 1H2
yang menghasilkan 2He3 dan neutron serta energi.
0 comments:
Posting Komentar