Tugas fisika

Nama: Eneng Nisrina

Kelas: XII MIPA 1

Mapel: fisika

Tanggal: 28 Februari 2024

Materi mengenai Inti Atom

Konten ini memuat materi pembelajaran yang akan dipelajari yaitu

a. Teori Atom

1) Model Atom Dalton

Setiap materi terdiri dari atas partikel-partikel yang sangat kecil dan tak dapat dibagi-bagi, Demokritus menamakan bagian tersebut atom (yang berasal dari bahasa yunani “atomos” yang berarti tidak dapat dibagi). Pada tahun 1803, Dalton menyatakan dua hal penting tentang atom, yaitu

a) Atom-atom suatu unsur semuanya serupa dan tidak dapat berubah menjadi unsur lain. Misalnya atom perak tidak dapat berubah menjadi atom besi.

b) Dua atom atau lebih dari unsur-unsur berlainan dapat membentuk suatu molekul. Misalnya, atom hidrohen dan atom oksigen bersenyawa membentuk molekul air (H2O).

Kelemahan atom Dalton

Dari teori atom yang dikemukakan oleh Thomson, dapat diketahui kelemahan dari teori Dalton yang menyatakan bahwa atom tidak dapat dibagi lagi. Faktanya atom memiliki komponen penyusun yaitu muatan positif dan muatan negatif.

2) Model Atom Thomson

J.J. Thomson tahun 1898 mengusulkan bahwa atom merupakan bola padat dengan muatan-muatan listrik positif tersebar merata di seluruh bagian bola, muatan-muatan positif ini dinetralkan oleh elektronelektron bermuatan negatif yang melekat pada bola seragam bermuatan positif tersebut, seperti kismis yang melekat pada sebuah kue. Gambar model atom Thomson dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Model Atom Thomson

Kelemahan atom Thomson

Bertentangan dengan eksperimen Rutherford, yaitu tentang hamburan sinar alfa di mana muatan positif tidak menyebar merata, namun terkumpul menjadi satu di tengah atom yang disebut inti atom.

3) Model Atom Eksperimen Rutherford

Pada tahun 1911, Geiger dan Marsden melakukan eksperimen klasik, atas usulan Ernest Rutherford, mereka memakai partikel alfa cepatsebagai bahan penyelidikan. Gambar eksperimen hamburan

Rutherford dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3. Eksperimen Hamburan Rutherford

Pada eksperimen tersebut Geiger dan Marsden mendapatkan bahwa banyak partikel yang muncul dari selaput logam dengan deviasi (penyimpangan) kurang dari 1o, tetapi beberapa terhambur dengan sudut yang sangat besar. Bahkan sebagian kecil terhambur dengan arah yang berlawanan dengan arah semula. Seperti yang dinyatakan oleh Rutherford “sangat mengejutkan seperti kita menembakkan peluru 15 inci pada kertas tipis dan peluru itu terpental balik mengenai kita”.

Karena partikel alfa relatif berat (sekitar 7000 kali lebih massif dari elektron) dan partikel yang dipakai dalam eksperimen ini memiliki kecepatan tinggi (biasanya sekitar 2 x 107 m/s), jelaslah bahwa terdapat gaya yang kuat beraksi pada partikel itu supaya terjadi. defleksi sebesar itu. Satu-satunya model yang didapatkan Rutherford yang bisa menerangkan hasil itu ialah model yang terdiri inti kecil yang bermuatan positif yang merupakan tempat terkonsentrasinya hampir seluruh massa atom dengan elektron-elektronnya terdapat pada jarak yang agak jauh seperti dalam Gambar 4. Dengan memandang sebuah atom sebagai sesuatu yang terdiri dari bagian besar ruang hampa, dengan mudah mengapa sebagian partikel alfa menembus selaput logam itu. Namun bila partikel alfa mendekati inti partikel itu akan mengalami medan listrik yang kuat dan mempunyai peluang besar untuk dihambur dengan sudut yang besar. Elektron atom tersebut yang sangat ringan hampir tidak mempengaruhi gerak partikel lfa yang datang.

Gambar 4. Model Atom Rutherford

Kelemahan dari teori atom Rutherford

Ketidakmampuannya menjelaskan terjadinya spektrum garis atom hidrogen dan tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh kedalam inti atom. Pada postulat Bohr mampu menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke inti yaitu karena Elektron atomik dapat melompat dari suatu orbit ke orbit lainnya jika elektron itu memancarkan atau menyerap foton

4) Spektrum Atom Hidogen

Pada tahun 1885, J.J. Balmer mendapatkan deret spektral pertama ketika mempelajari bagian tampak dari spektrum hidrogen.

Rumus Balmer untuk panjang gelombang yaitu:

Deret balmer hanya berisi panjang gelombang pada bagian tampak dari spektrum hidrogen. Garis spektral hidrogen dalam daerah ultra ungu (Ultraviolet) dari inframerah jatuh pada deret lain. Dalam daerah ultra ungu terdapat deret Lyman yang mengandung panjang gelombang yang ditentukan oleh rumus

Dalam daerah inframerah, didapatkan tiga deret spektral yang garis komponennya memiliki panjang gelombang yang ditentukan oleh rumus Paschen

5) Model Atom Bohr

Berdasarkan model atom Rutherford, Bohr mengambil anggapan revolusioner yang mencampurkan konsep klasik dengan konsep Kuantum.

a) Elektron atomik dapat mengelilingi inti tanpa memancarkan gelombang elektromagnetik hanya jika berada pada orbit yang momentum sudutnya merupakan kelipatan dari. (Sewindu kemudian de Broglie mengemukakan penjelasan mengenai anggapan kuantisasi momentum sudut ini dengan memakai bilangan gelombang elektron yang bergerak).

b) Elektron atomik melompat dari suatu orbit ke orbit lainnya jika elektron itu memancarkan atau menyerap foton.

Panjang gelombang elektron dalam atom yaitu

Orbit elektron dalam atom hidrogen sesuai dengan satu gelombang

elektron yang titik ujung pangkalnya dihubungkan. Dengan

menganggap perilaku gelombang elektron dalam atom hidrogen

serupa dengan vibrasi sosok kawat , dapat diambil postulat bahwa

sebuah elektron dapat mengelilingi inti hanya dalam orbit yang

mengandung bilangan bulat kali panjang gelombang de Broglie.

Syarat bahwa orbit elektron mengandung kelipatan bilangan bulat

panjang gelombang de Broglie. Keliling orbit lingkaran berjari-jari r

ialah 2 , jadi dapat kita tuliskan syarat kemantapan orbit sebagai

berikut:

= 2

= 1, 2, 3,

b. Inti Atom

1) Penyusun atom

Atom tersusun atas inti atom dan dikelilingi elektron-elektron yang tersebar dalam kulit-kulitnya.

Tabel 1. Penyusun Inti Atom

Sebagian besar atom terdiri dari ruang hampa yang di dalamnya terdapat inti yang sangat kecil di mana massa dan muatan positifnya dipusatkan dan dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif. Inti atom tersusun atas sejumlah proton dan neutron.

Jumlah proton dalam inti atom menentukan muatan inti atom, sedangkan massa inti ditentukan oleh banyaknya proton dan neutron.

Selanjutnya ketiga partikel subatom (proton, neutron, dan elektron) dengan kombinasi tertentu membentuk atom suatu unsur yang lambangnya dapat dituliskan:

X : lambang suatu unsur (unsur, partikel)

Z : nomor atom (jumlah proton dan elektron)

A : nomor massa (jumlah proton+neutron)

Jumlah neutron dalam suatu atom sama dengan selisih antara nomor massa dan nomor atom, atau dapat ditulis

Isotop didefinisikan sebagai nuklida-nuklida dengan jumlah proton sama tetapi jumlah neutron berbeda. Contoh : Ne dan Ne.

Isobar didefinisikan sebagai nuklida-nuklida dengan jumlah nukleon sama tetapi jumlah proton berbeda. Contoh : H dan H.

Isoton didefinisikan sebagai nuklida-nuklida dengan jumlah neutron sama. Contoh : He dan H.

2) Kestabilan Inti

Inti ringan stabil jika N = Z, Inti berat sangat stabil ketika N>Z.

Semakin besar jumlah proton, gaya tolak Coulomb semakin besar akibatnya diperlukan lebih banyak nukleon agar inti tetap stabil. Tidak ada inti stabil ketika Z > 83. Gambar grafik kestabilan inti dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

c. Radioaktivitas

1) Jenis-Jenis Sinar Radioaktif

Ada tiga jenis sinar radioaktif yaitu

a) Sinar alfa adalah sinar yang dipancarkan oleh unsur radioaktif.

Sinar alpha terdiri atas dua proton dan dua neutron. Sinar alfa

yang dipancarkan oleh bahan radioaktif dihentikan oleh selembar

kertas tipis. Sinar alfa dibelokkan dalam pengaruh medan magnet,

hal ini karena sinar alfa bermuatan positif.

b) Sinar beta merupakan elektron berenergi tinggi yang berasal dari

inti atom. Sinar beta mampu menembus kertas tipis, namun dapat

dihentikan oleh pelat alumunium. Sinar beta dibelokkan dalam

pengaruh medan magnet, hal ini karena sinar beta bermuatan

negatif.

c) Sinar gamma adalah radiasi gelombang elektromagnetik yang

terpancar dari inti atom dengan energi yang sangat tinggi yang

tidak memiliki massa maupun

 muatan.