Massa inti atom

Menurut model atom Bohr, atom tersusun dari inti atom dan elektron
yang mengelilingi inti atom pada kulit-kulit atom.
Massa atom sebagian besar terkonsentrasi pada bagian Intinya yang
tersusun atas proton dan neutron.
Kedua partikel ini disebut nukleon dan nuklida penyusun inti. Suatu
Nuklida dengan simbol kimia X
Simbol inti :
A
Z
Contoh :
ket : Z = nomor atom =  proton
A = nomor massa = p + n.
35
17
Berarti : no atom 17, p= 17 dan n= 35-17 = 18
Inti atom:
proton = 1.007276 sma 1 sma
neutron = 1.008665 sma  1 sma
Isotop :
Nuklida yang jml protonnya sama tapi berbeda jml neutronnya
Contoh :
12
6
13
6
C
C
14
6
C Memiliki sifat kimiawi sama, fisika berbeda
Isoton :
Nuklida yang jml neutronnya sama tapi berbeda nomor massa
Contoh :
13
6
C
14
7
N
Memiliki sifat FISIKA sama KIMIA berbeda
Isobar :
Nuklida yang memiliki nomor massa sama tapi berbeda nomor atom
Contoh :
14
6
C
14
7
N
Memiliki sifat FISIKA dan KIMIA yang berbeda
Massa Atom, Defek Massa, Energi
Ikat Inti
Massa Atom : bagaimana caranya para ilmuwan mengukur massa atom???
Spektrometer :
ATOM ditempatkan pada suatu tempat pemanasan-- terbentuk ion- dilewatkan
dengan kecepatan tertentu pada daerah medan magnet– ion mengalami gaya
lorent – ion mnempuh suatu lintasan yang melingkar (terjadi gya sentripetal)
berdasarkan prinsip gaya Lorentz”
Massa atom sangatlah kecil, sehingga biasa dinyatakan dalam satuan massa
atom (sma)
Kg
DEFEK MASSA :
Inti atom tersusun dari proton adan neutron sehingga massa inti seharusnya
sama dengan jumlah total massa nukleon-nukleonnya.
minti = mproton + mneutron
Namun, pada kenyataannya massa inti selalu lebih kecil dari pada total massa
nukleon-nukleonnya.
minti < mproton + mneutron
Nah, Berarti
ada massa yang hilang ????…….
Massa yang hilang disebut dengan DEFEK MASSA
∆m = z.mp + (A – z).mn – minti
mp = massa proton
mn = massa neutron
z = nomor atom
A = nomor massa
ENERGI IKAT:
Menurut kesetaraan massa dan energi oleh Einstein: defek massa
Ini berubah menjadi energiyang terdapat dalam inti atom. Energi
Ini disebut energi ikat
Massa inti atom selalu lebih kecil dari jumlah massa nukleon-nukleon
pembentuknya. Akibatnya ada energi ikat inti.
E  mc2
2
E = ∆m c
E = ∆m. 931 Mev
CONTOH:
Massa detron (1H2)
= 2,014103 sma
Massa detron lebih kecil dari massa proton dan netron yang menjadi
komponen-komponen detron.
Detron terdiri atas satu proton dan satu netron
massa 1 proton = 1,007825 sma
massa 1 netron = 1,008665 sma
+
jumlah
= 2,016490 sma
Perbedaan massa m = 0,002387 sma = 2,222 MeV
Hal ini menunjukkan ketika proton bergabung dengan netron dibebaskanenergi
sebesar 2,222 MeV
p1 + n1
H2 + 2,222 MeV
1
0
1
1
1
1p + 0n
1H
2+
2,222 MeV
Untuk membelah detron kembali menjadi proton dan netron diperlukan
energi 2,222 MeV, karenanya tenaga sebesar 2,222 MeV disebut tenaga ikat
(energi binding) detron.
Karena detron terdiri atas 2 nukleon, maka tenaga ikat tiap nukleon adalah
2,222/2=1,111 MeV.
Tenaga ikat nukleon paling besar pada unsur yang nomor atomnya 50.
Karena tenaga ikat tiap nukleon paling besar pada atom yang nomor atomnya 50,
dapat ditarik kesimpulan :
a. Ketika inti-inti ringan bergabung menjadi inti-inti yang lebih berat akan disertai
dengan pembebasan energi.
b. Bila inti-inti berat terbelah menjadi inti-inti yang sedang akan dibebaskan energi.
Makin besar tenaga ikat ,makin besar pula energi yang diperlukan untuk
memecah unsur inti,ini berarti makin stabil keadaan unsur itu.
Radionuklida atau Radioisotop
adalah isotop dari zat radioaktif. radionuklida mampu memancarkan radiasi.
Radionuklida dapat terjadi secara alamiah atau sengaja dibuat oleh manusia
dalam reaktor penelitian. Produksi radionuklida dengan proses aktivasi dilakukan
dengan cara menembaki isotop stabil dengan neutron di dalam teras reaktor.
Proses ini lazim disebut irradiasi neutron, sedangkan bahan yang disinari disebut
target atau sasaran. Neutron yang ditembakkan akan masuk ke dalam inti atom
target sehingga jumlah neutron dalam inti target tersebut bertambah.
Peristiwa ini dapat mengakibatkan ketidakstabilan inti atom sehingga berubah
sifat menjadi radioaktif.
Banyak isotop buatan yang dapat dimanfaatkan antara lain Na-24, P-32, Cr-51,
Tc-99, dan I-131
Penggunaan
Kebocoran pipa
Penyerapan
pupuk P
Pertanian
Penelitian dasar
Isotop
Keterangan
Isotop yg
Alat pencacah Geiger
pendek umurnya
Isotop P
-
14C
Hasilnya disebut autoradiograf
Menguji keefektifan pupuk & herbisida
Membandingkan nilai nutrisi pakan
Pemberantasan hama
Mekanisme fotosintesis jalur
metabolisme hewan & manusia
3.9 PENGOBATAN NUKLIR
ISOTOP
NAMA
PENGUNAAN
51Cr
Kromium-51
Penentuan volume sel darah & volume
darah total
58Co
Kobalt-58
Penentuan serapan vit. B12
60Co
Kobalt-60
Perlakuan radiasi utk kanker
131I
Iod-131
Deteksi ktdk beresan fs tiroid; pengukuran
aktifitas hati & metabolisme lemak;
perlakuan utk kanker tiroid
59Fe
Besi-59
Pengukuran laju pembentukan & umur sel
darah merah
ISOTOP
NAMA
PENGUNAAN
32P
Fosfor-32
Deteksi kanker kulit /kanker jaringan
yg terbuka krn operasi
226Ra
Radium-226
Terapi radiasi utk kanker
24Na
Natrium-24
Deteksi konstriksi 7 obstruksi dlm
sistem sirkuler
99Tcm
Teknetium-99m
Diagnosis beberapa penyakit
3H
Tritium
Penentuan total air tubuh
Teknetium-99m* diperoleh dr peluruhan molibdenum 99
99
42
m
0
Mo  99
Tc

43
1 e  
*m = metastabil artinya
isotop tsb akan melepas sjmlh energi utk menjadi isotop
yg sama tp lbh stabil
99
42
Mo  99
43Tc  
Emisi Positron Tomografi Transaksial (PETT)
Utk mengukur proses dinamis dlm tubuh, spt aliran darah atau laju
metabolisme oksigen/glukosa
C 115B  10 e
11
6
0
1
e  10 e  2
3.10 PENENTUAN UMUR DGN
RADIOISOTOP
Waktu paruh isotop tertentu dpt digunakan utk memperkirakan
umur batuan & benda purbakala
 Uranium-238 (t1/2 = 4,5 x 109 thn)
U 206Pb
238
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
14
7
N  01n146 C  11H
14
14
C

6 (di atmosfir)
6 C(di makhlukhidup)
jk makhluk hidup mati maka:
14
6
C(berkurang) 14
7N
 Tritium (t1/2 =5730 thn)
Utk penentukan umur benda sampai 100 thn
Isotop
T1/2
(tahun)
Selang umur yg
diukur
Penerapan
14C
5730
500-50000 thn
Batubara, bhn
organik
3H
12,3
1-100 thn
Anggur tua
40K
1,3 x 109
10000 thn – contoh
bumi tertua
Batuan, kerak bumi
4 x 107 thn – contoh
tertetua di dunia
Meteorit
107- contoh tertua
Batuan, kerak bumi
187Rh
109
4,3 x
238U
4,5 x 109
Contoh
Sepotong kayu fosil mempunyai aktivitas karbon-14, 1/8 x
aktivitas dlm kayu baru. Berapa umur fosil tsb? (t1/2 14C = 5730
thn)
Jawab :
14C tlh melewati 3 waktu paruh yaitu (1/2)3= 1/8
jadi umur fosil = 3 x 5730 = 17190 thn
3.11 PEMBUATAN BOM
fisi inti : inti dipecah dgn penembakan shg dihslkan
fragmen inti yg lebih kecil, & dibebaskan energi yg sgt besar
Enrico Fermi & Emilio Segre (1934)
U  n
238
92
1
0
239
92
U
0
U  239
Np

93
1 e
238
92
Otto Hahn & Fritz Strassman (1938)
Atom uranium terpecah  Ba, La, Ce
Lise Meitner & Otto frisch
Menghitung energi yg berkaitan dgn pembelahan uranium
Pengayaan Uranium-235
235U di alam 0,7%  utk bom atom dibutuhkan 90%
campuran isotop U + gas F2  UF6 (volatil)
235UF lbh ringan & lbh cepat bergerak dibandingkan 238UF shg
6
6
dpt dipisahkan
Glenn T. Seaborg
Uranium-238 tdk akan pecah jk dibombardir oleh neutron
U  Np  Pu (dpt dipecah, cocok utk pembuatan bom atom)
U  01n 239
92 U
238
92
239
92
U
239
93
Np  01 n
239
93
0
Np  239
Pu

94
1 e
sebelum suatu bhn yg dpt mptahankan reaksi berantai, maka
diperlukan jml minimum ttt yg disebut massa kritis
contoh : uranium-235 mempunyai massa kritis 4 kg
penggabungan sjml inti < massa kritis akan memicu reaksi rantai
 pembuatan bom atom
235
92
239
94
U  Hiroshima, 6 Agustus 1945
Pu  Nagasaki, 9 Agustus 1945
3.12 KIMIAWI PERANG NUKLIR :
DEBU RADIOAKTIF
Ledakan bom menyebabkan kawah dgn lebar 300m &
kedalaman 100m
- Radius kerusakan total = 10 km
- Radius kematian = 40 km
- Perusakan oleh radioaktif tdk akan habis
Reaksi fisi yg mungkin terjadi:
90
1
U  01n 38
Sr 143
Xe

3
54
0n
235
92
143
54
0
Xe143
Cs

55
1 e
Komponen Debu Radioaktif:
90Sr, 143Xe,143Cs, 14C, 3H
 90Sr
• mirip dgn Ca
• t1/2 = 28 thn
• masuk ke tubuh melalui susu & sayuran serta terserap
ke dlm tulang
• merupakan sumber radiasi internal selam beberapa thn
 131I
• t1/2 = 8 hari
• terbawa mealalui rantai pangan
• dlm tubuh ada di kelenjar gondok
• bermanfaat utk pelacakan diagnostik
 143Cs
mirip dgn K
t1/2 = 30 thn
diperoleh melalui sayuran, susu, & daging
3.13 EFEK RADIASI
Radiasi : dpt menguntungkan & merugikan
Partikel berenergi tinggi & sinar melepaskan e- dr atom  ion
Jk tjd dlm tubuh akan berbahaya, misalnya H2O  H2O2
• Merusak sel darah putih
• Mempengaruhi sumsum tulang  anemia
• Merangsang leukimia
• Perubahan molekul DNA  mutasi
3.15 REAKSI TERMONUKLIR
Reaksi Termonuklir di matahari
4 1H
1
 24 He 2 10 e
Bom Hidrogen
2
1
H 13H 24 He  10 n
6
3
Li  01n  24 He  13H