Hipotesis Proton - Neutron Werner Heisenberg  partikel dasar pembangun inti atom adalah proton & neutron.

Hipotesis Proton - Neutron
Werner Heisenberg  partikel dasar pembangun inti atom
adalah proton & neutron.

1. INTI ATOM

2. KomposisiInti
HipotesisProton –Elektron
HipotesisProton -Neutron

3. HipotesisProton –Electron
BerdasarkantemuanThomson Inti atom tersusunatasProton &
Elektron
Mis: Inti Helium dianggapterdiridari4 proton dan 2 electron.
Alasan: pada peluruhaninti radioaktifdipancarkanpartikelalfa
(identic denganinti helium) dan partikel(identic denganelectron)
Keberatan:
Berdasarkandualismegelombang& materidaride Broglie
Rutherford usuldalaminti terdapat‘neutron’ ygmerupakan
gabungandariproton & electron.
Masalahdiselesaikanoleh Chadwick (1932) mengidentifikasi
adanyaneutron darihasilpenembakanBeriliumdg partikelalfa.
Neutron partikeltdkbermuatan,
bermassa0,08% lbhberatdarimassaatom H
Dalamkeadaanbebasbersifattidakstabil, meluruhmenjadi
proton & electron denganwaktuparuh11 menit.

4. HipotesisProton -Neutron
Werner Heisenberg partikeldasarpembanguninti atom
adalahproton & neutron.
Inti Helium terdiriatas2 proton & 2 neutron
Neutron & proton adalahduatktkuantumyang berbedadari
partikelyang samanucleon
Dapatterjadikonversidaritktyang satumenjaditktyang lain
dengancarapertukaranmeson atautransisiygmelibatkan
pembentukansatuelectron dan satuneutrino.
Perkembanganselanjutnyadikenalpartikeldasaryang lain,
yang memilikiwaktuhidupsangat pendekatauhanya
dilepaskanselamatransformasiinti.

5. Berdasarkanmassa,
partikeldasarterbagi
1.Foton, massa= 0, symbol = satusatunyaanggotakelini.
2.Lepton kelpartikeldg massa< massaproton; memilikispin ½.
Anggotakelini:
1.Neutrino ada2 jenis, ygsatuantipartikelyglainnya; lambangv
dan ṽ
2.Elektronnegatron e
-
dan antipartikelnyapositron e
+
.
3.Muon, partikelinisebelumnyadisebutmu meson, tpsuatumuon
bukanmeson. Simbolnya= 
+
atau
-
bergantungmuatannya
3.Meson. Massa diammeson > massalepton tapimassadiam
meson < massa1 nucleon. Spin meson = 0, dikenaldengan
istilanpion & kaon. Lambang= 
+
, 
o
, 
-
, K
+
, K
o
, K
1, K
2
4.Baryon partikel–partikelberat& paling ringanadalahproton;
memilikispin ½; dikelompokkan
1.Nukleonmencakupproton & neutron
2.Hyperon memilikimassa> darineutron.

6. Nuklida& Penggolongannya
A
X
ZN
X = unsur
A = nomormassa = jmlproton dalamnuklidaX
Z = nomoratom = jmlproton + jmlneutron dlmnuklidaX
N = jmlneutron dlminti X= A –Z
PengelompokkanNuklidaberdasarkan:
1.KesamaandalamnilaiZ, A dan N
2.Kestabilannuklirdan pembentukannya dialam

7. Pengelompokkanberdasarkan
kesamaannilaiZ, A dan N
Isotop
Menyatakannuklidadariunsurkimiayang sama, tapibeda
dalammassanya(Z sama, N berbeda).
Contohisotop
Unsur–unsurdarino atom 1 s.d.83 rata ratamemiliki3 isotop
stabil. UnsurBe, F, Na Al, As, Sc, Mn, Co, I, dllpunya 1 isotop
stabil, tapitimah, Sn, punya 10. Isotopstabildariunsurttt
umumnyatjddialamsecarabersamaan& menunjukkan
kelimpahanygtetapkonsekuensinyamassaatom relative
unsuradalahtetap, walopunditentukandariberbagai
cuplikan. Dapattjdtdktetapjikaisotopunsurtsbberasaldari
peluruhanradioaktifatauadanyasifatfisikygmempengaruhi
kelimpahanisotopstabil, terutamabijihygmengandung U dan
Thorium. Misalkelimpahanisotop206Pb, 207Pb dan 208Pb
adalahnuklidaradiogenic, merupakannuklidastabilakhirdari
hasilpeluruhanberturutturut238U, 232Th, dan 235U

8. Isobar
Kelompoknuklidamemilikino massaA sama, tpno atom Z
berbeda
Z + N sama; tpZ dan N berbeda
64 64 64 64
Co Co Cu Zn
27 37 28 3629 35 30 34
Dikenalsbgnuklidacerminpasanganisobar ygmemilikinilaiZ
dan N berbedasatudan salingdipertukarkan
13 13 15 15
CN N O
6 7 7 67 8 8 7
23 23 39 39
Na Mg K Ca
11 12 12 111920 20 19

9. Isoton
Kelompoknuklidayang memilikijumlah
neutron yang sama
30 31 32
Si P S
14 15 16
Berapaneutron ygdimilikipada nuklida
tsb?

10. Isomer inti
Inti dengannilaiA dan Z samatapiberbedadalamtingkat
energinya
Inti dengantkE lebihtinggidikenalsebagaiinti tereksitasiatau
dalamkeadaanmetastabil(m), sedangyang paling rendah
energinyadisebutdalamkeadaandasar(ground state, g)
Jika terdapatlebihdarisatuisomer metastabil, makainti
tersebutdiberisuperskripkananm1, m2, dstdenganurutan
semakinmeningkatnyaenergienergieksitasi
Nuklida
124g
Sb (keadaandasar, t
1/2= 60 hari)
124m1 124 m2
Sb(t
1/2= 1,6 menit) dan Sb(t
1/2= 20 menit)

11. Pengelompokkanberdasarkan
kestabilan
Nuklidastabil
Nuklidatidakstabil(radionuklida)
Pengelompokkanberdasarkan
Pembentukannya
Radionuklidaalamprimer
Radionuklidaalamsekunder
Radionuklidaalamterinduksi
Radionuklidabuatan

12. Pengelompokkanberdasarkan
kestabilan& Pembentukannya
Nuklidastabil
Secaraalamiahsepanjangmasa tidakmengalami
perubahannilaiA maupunZ (tidakmeluruhdalam
waktu> 10
21
th)
Contoh
12
C ;
16
O ;
4
He

13. Nuklidatidakstabil
Radionuklidaalamprimer
Terbentuksecaraalamiahdan bersifatradioaktif.
Hinggakinimasihditemukankarenamemiliki
waktuparuhyang sangat panjang(dalamorde
10
9
tahun)
Contohpada tabel

14. Radionuklidaalamprimer

15. Radionuklidaalamsekunder
Nuklidaradioaktifyang terbentuksecaraalamiahsebagai
hasilpeluruhanradionuklidaalamprimer
Contoh
238
U ;
235
U ;
232
Th
Radionuklidaalamterinduksi
Radionuklidayang secaraterusmenerusterbentukdi alam
walaupunmemilikiwaktuparuhyang relative pendek, tetapi
selaluditemukandi alamdengankelimpahantertentu
Contoh
14
C (t
1/2= 5760 th) terbentukterusmenerusdarihasilinteraksisinar
kosmikdengan
14
N di atmosfir

16. Radionuklidabuatan
Hasil transmutasiinti di laboratorium.
Disintesasejumlahnuklidayang tidakditemukansecara
alamiah.
Sampaidengantahun1980 berhasildisintesa14 unsur
sesudahuranium (unsurunsurtransuranium) didalamsystem
periodic unsurunsuryang dihasilkandaritransmutasiinti.
Demikianpula unsurtechnetium (Z = 41) dan promethium (Z
= 61) merupakanunsurunsurbuatanyang tidakditemukan
secaraalamiah.

17. KestabilanInti
1.Angka banding jumlahneutron thdjumlah
proton (N/Z) yang terkandungdalaminti. Inti
yang paling stabilsampaidengannomor
atom 20 memilikinilaiN/Z = 1.
2.Pasangannucleon ditunjukkanoleh hukum
genap-ganjil. Kestabilanyang lebihtinggi
dicapaibilakomposisinucleon dalaminti, baik
proton maupunneutron berupabilangan
genap
3.Energipengikatinti pernukleon. Inti paling
stabilbilamemilikienergipengikatinti per
nucleon paling besar.

18. 1. Angka banding N/Z

19. Sifat Radiasi& PartikelDasar
PenyusunInti

20. 2. Hukum Genap–Ganjil
Jenisnuklidadg komposisiJumlahnuklidastabil
Z genap, N genap 165
Z genap, N ganjil 55
Z ganjil, N genap 50
Z ganjil, N ganjil 4
Urutankestabilandaribawahkeatas
Kelimpahanoksigendi alam99,956% sebagai:
Kelimpahansilicon di alam92,27% sebagaiisotop:
16
O
8
28
Si
14

21. 3. Gaya Inti & EnergiPengikatInti
Dari data datahamburanneutron –proton dan proton –
proton; pd energirendah, medium juga energitinggidapat
diketahuibermacammacaminteraksi, yi: interaksigravitasi,
elektromagnetik, nuklirataupuninteraksilemah
Gaya Tarik menarikantaraduamassadikenalsbggaya
gravitasi
Gaya ygdialamioleh satuanmuatanlistrikdalammedan
electromagnet adalahgayaelectromagnet.
Gaya ygmengikatneutron dan proton dlminti disebutgaya
nuklir.
Interaksinuklirinilahygmenyebabkan tjdnyapeluruhan
partikel–sementarapeluruhanpartikeldisebabkan
adanyainteraksiygsangat lemah

22. Massa Inti
Satuanamu (atomic mass unit) atausma(satuanmassa
atom) 1/12 massaatom
12
C
Hasil pengukuran:
Massa neutron (n) = 1,0086650 amu
Massa proton (p
+
) = 1,0072765 amu
Massa electron (e
-
) = 0,0054858 amu
Atom H (
1
H) terdiridari1 proton & 1 electron
Massa = (1,0072765 + 0,0054858) amu = 1,012623 amu.
Massa hasilpengukuran= 1,0078250 amu << teoritis(perhit)

23. Menghitungmassaatom
Menjumlahkanmassapasanganproton electron denganmassa
neutron
Pasanganproton -electron dihitungsebagai1 atom H (slide
22)
M = Z (M
H) + N (M
N)
M = massainti
Z = jumlahproton
N = jumlahneutron
M
H= massahidrogen= massaproton
M
N = massaneutron
4
He : (2p + 2e) + 2n = 2H + 2n
2
23
Na : (11p + 11e) + 12n = 11H + 12n
11

24. Contohmenghitung
massaatom
4
Massa He = 2H + 2n = 2(1,0078250) + 2(1,0086650) =
2
= 4,03298 amu
13
Na = 6 H + 7n = 6(1,0078250) + 7(1,0086650) =
6
= 13,1076050 amu
Massa atom hasilperhitungan>>> massapengukuran
lihattabel

25. Massa beberapaatom

26. 3. EnergiPengikatInti
(lanjutan)
Satu ukurankuantitatifdaristabilitasinti adalahenergiikataninti (nuclear binding
energy, yaituenergiyang diperlukanuntukmemecahintimenjadikomponen-
komponennya,protondanneutron.Kuantitasinimenyatakankonversimassa
menjadienergiyang terjadiselamaberlangsungnyareaksiinti eksotermikyang
menghasilkanpembentukaninti.
Massa atom ygtdrdarikomponenyang terpisah(proton, neutron & electron)
berbedadenganyang terikatdlminti atom.
Massa atom untukproton & neutron yang terikat<< dalamkeadaanbebas
PerbedaanmassasetaradenganEnergiikat inti (EI) yang digambarkansebagaiEI
per nukleon(Eb).
Massa atom
M = Z (M
H) + (A –Z) (M
N)
M = massainti
Z = jumlahproton
(A –Z) = jumlahneutron
M
H = massahidrogen= massaproton
M
N = massaneutron

27. Massa atom nuklida << Z (M
H) + (A –Z) (M
N)
Perbedaandisebutsbgcacatmassa(m)
dikonversijadienergipengikatinti per nukleon(m/A) .
m dinyatakandalamsatuanmassaatom (sma).
Massa sebesar1 smaekivalendengan
E = mc
2
.
= (1 amu) x (2,998 x 10
8
m/det)
2
= (1,661 x 10
-27
)kg x (2,998 x 10
8
m/det)
2
= 1,492 x 10
-10
Joule
1 sma= 1,492 x 10
-10
Joule = 931,34 MeV
1 MeV = 1,6 x 10
-13
Joule
A
X
Z

28. Konsepenergiikatanberkembangdarikajiansifat-sifatintiyang
menunjukkanbahwamassaintiselalulebihrendahdibandingkan
jumlahmassanukleon.
Contoh:isotopfluorine(F),secteoritismassaatomF
19
F = 9 H + 10n = 9(1,0078250) + 10(1,0086650) = 19,15215 amu
9
HargamassaatomFperhitungan>>massaatomterukur,
dengankelebihanmassasebesar0,15215amu.
Menurutteorirelativitas,kehilanganmassamunculsebagai
energi(kalor)yangdilepaskelingkungan.
Banyaknyaenergiyangdilepasdapatditentukanberdasarkan
hubungankesetaraanmassa-energiEinstein
E =mc
2
ΔE=Δmc
2

29. Denganfaktorkonversi: 1kg=6,022x10
26
sma
1J =1kgm
2
/s
2
UntukatomFtersebut:
ΔE=(-0,15215sma)(3x10
8
m/s)
2
=(-1,37x10
16
smam
2
/s
2
)x(1kg/6,022x10
26
sma)x(1J/1kgm
2
/s
2
)
=-2,37x10
-11
J
Untukpembentukan 1molintifluorin,energiyangdilepaskan
adalah:
ΔE =(-2,37x10
-11
J)(6,022x10
23
/mol)
=-1,43x10
13
J/mol
Energiikataninti=1,43x10
13
J/moluntuk1molintifluorin-19.

30. Massa atom ygdiukurdlmpercobaanadalahmassaatom
dimananeutron, proton dan electron dlmkeadaanterikat
M’
M >> M’ penurunanmassasebesar= M –M’, setaradg EI
Energiikat Inti (EI) = (M –M’) amu x 931,34 MeV/amu
= (M –M’) x 931,34 MeV
1 amu setara931,34 MeV
Energiikat per nukleonmenjadi
931,34 (M –M’)
Eb = --------------------------(MeV / nukleon)
A

31. Hitunglahenergiikat dan energiikat per
nukleondariisotopjikadiketahuimassa
neutron (n) = 1,008665 amu; massaproton
(p
+
) = 1,007276 amu; dan massaelectron (e
-
)
= 0,0005486 amu
17
O
8
Jawab:

33. Variasienergipengikatinti per nukleon
thdno massaatom
NuklidaRinganA < 30
Terdapatperulanganperiodic puncakuntuknilaiA kelipatan
dari4 satuanyi:
4
He
2;
12
C
6;
16
O
8;
20
Ne
10;
24
Mg
12dan
28
Si
14(kec
8
Be) energipengikatinti pernukleonpd inti tsbrelative lbh
kuatdisbanding dg inti tetangganya. Be tdkditemukanpd
keadaandasarkrninti tsbsegerapecahjadiduapartikel.

34. Nuklidasedang30 < A < 90
E pengikatinti pernukleon(Eb) meningkatdari8,0 MeV untuk
A = 16 (O) menjadi8,3 MeV untukA = 28. Nilai Eb relative
datarsesudahA = 32, berkisar8,3 –8,7 MeV
Nilai maksimumygmelebarterjadisekitarA = 60 daerah
besi, cobalt dan nikel

36. NuklidaberatA > 90
UntuknuklidasesudahZr, Eb menurundari
maksimum8,7 MeV menjadi7,7 MeV untukA = 210.
Nuklidaterberatyang stabiladalah
209
Bi, sesudah
nuklidatsbsemuanyabersifatradioaktif,
memancarkan dg Eb sekitar7,3 MeV untu
238
U

37. KestabilanInti
1.Angka banding jumlahneutron thdjumlah
proton (N/Z) yang terkandungdalaminti. Inti
yang paling stabilsampaidengannomor
atom 20 memilikinilaiN/Z = 1.
2.Pasangannucleon ditunjukkanoleh hukum
genap-ganjil. Kestabilanyang lebihtinggi
dicapaibilakomposisinucleon dalaminti, baik
proton maupunneutron berupabilangan
genap
3.Energipengikatinti pernukleon. Inti paling
stabilbilamemilikienergipengikatinti per
nucleon paling besar.

38. Nilai Energiikat
pernukleon(Eb):
Unsurringan
stabil(Eb >>)
karenaZ N

4
He
2;
12
C
6;
16
O
8;
20
Ne
10;
24
Mg
12
dan
28
Si
14
Unsurberat
cenderungtidak
stabil(Eb <<)
karenaN > Z

39. HANCA 4 OKTOBER 2023

40. Model Inti Atom –model
kulit
Sejumlahtertentunucleon membentukkulittertutupdan nucleon
dalamsatukulittidakberinteraksidengannucleon pd kulityang lain
sebagaimanahalnyaelectron dlmkulitkulitygberbedapd bagian
luaratom
model partikelbebasataumodel kulitoleh Maria Goeppert Mayer
Didasarkanpd anggapanbhwnukleonnucleon dlminti menempati
tkttktenergitttanalog dg tkttktenergielectron dalamatom.
Konfigurasielectron kulitpenuhyang stabilyiutkatom atom
bernomor2, 10, 18, 36, 54 dan 86
komposisinukleondikenalistilahbilanganajaib(magic number) yiutk
jmlproton ataujmlneutron dlminti ygberjumlah2, 8, 20, 28, 50, 82,
dan 126 memberikankestabilaninti paling tinggipada periodanya

41. Miripdg electron ygcenderungberpasanganutk
membentukikatanygstabil, intipundemikianutknukelon
ygsejenis(proton dg proton ; neutron dg neutron).
Ditunjang:
Jmlnuklidastabildg Z genap, N genappaling banyak
diantaranuklidastabildialam.
Jumlahisotopstabilpd nuklidaZ genap, N genaplbhbanyak
disbanding isotopstabilpd nuklidadg Z ganjil, N ganjil.
Hasil akhirdarisemuaderetpeluruhanradionuklidaalam
primer adalahPb dg 82 proton.
Nuklidastabilterberatadalah209Bi dg 126 neutron.

42. Model Inti Atom –model
tetes cairan
Niels Bohr & Frenkel
model inti ygberlandaskanpd anggapanbhwsemua
nucleon dlminti, satusamalain berinteraksisecarakuat
tanpamemperhatikanmuatannya.
Model inimenyatakanbahwainti sebagaisuatuzat
homogentdratasnucleon ygberinteraksidengandiantara
tetangganyasptmolekulmolekuldalamtetes cairan.
Model inimemperlakukaninti sebagaisbgsatumassayg
homogendan setiapnucleon berinteraksisecarakuatdg
tetanggaterdekatnyasptsuatularutanideal. Interaksiantar
nucleon dlminti dianggapanalog dg interaksimolekul
pelarutdan zatterlarutdlmlarutanideal.
Mengapadisebutmodel tetes cairan?

43. KesamaanInti & Tetes
Cairan
Disebutmodel tetes cairankarenaada
kesamaankarakterantarainti & tetes cairan, al
Bersifathomogen& tdkdptdimampatkan
Menunjukkanadanyagayategangan
permukaan, gayaygsebandingdg luas
permukaaninti shgterdapatgayayg
sebandingdg A
(2/3)
Dapatterjadipenggabungan tetesancairan,
dariukurankecilmenjaditetesanbesaratau
sebaliknya, tjdpemecahandariygbesar
menjadikecil. Miripdg reaksifusidan fisipd
inti.

44. •Bersifathomogen& tidakdapatdimampatkan.
tetes cairantersusunoleh sejumlahatom/ molekul, dan inti
tersusunoleh nucleon.
Volume inti massaA makajarijariR = RoA
1/3
•Kemiripaninti dg tetesanlarutanideal ditunjukkanoleh
anggapanbhwgayainteraksiantarnukleonadalahsama, tdk
memperhatikanmuatan
•Analog dg tetes cairan, inti atom menunjukkanadanyagaya
teganganpermukaan, gayaygsebandingdg luaspermukaan
inti.
•Pada tetes cairandapatterjadipenggabungan tetesankecil
menjaditetesanbesaratausebaliknya, pemecahandariyg
besarmenjadikecil. Miripdg reaksifusidan fisipd inti.
•Jika tetes cairanatauinti ditembakidg partikelberenegitinggi,
partikelpenembakditangkapdan terbentuksuatuinti
gabungan. Tambahanenergidaripartikelygtertangkapakan
secaracepatdidistribusikankpdsemuapartikeldlmtetesan
ataunukleon2 dlminti

45. HaturNuhun

46. Keperiodikan–bilanganAjaib
Kecenderunganberpasangan
Kelimpahannuklidadi alam
Energipengikatinti per nucleon
Jumlahisotopstabilpd unsurZ = bilanganAjaib
Waktu hidup& Energipeluruhanalfa
Penampanglintangpenangkapanelectron
Potensialinti
Potensialsumurpersegi
Potensialosilatorharmonic
Potensialyukawa
Urutanpengisiantktenergimodel kulit
Model koplingspin orbit
konfigurasiinti
Hibridisasinukleon
BAHASAN INTI ATOM –MODEL KULIT

47. Kesamaaninti dan tetes cairan
Persamaansemi empiric menghitungmassaatomic
nuklida
Energivolume
Energipermukaan
Energicoulomb
Energiasimetriatauenergikelebihanneutron
Energipasangan
Aplikasipersamaanmassaatom semi empiric
Penentuantetapanjarijariinti Ro
Penentuannuklidastabilpada isobar peluruhanbeta
Parabola utkisobar inti dg a ganjil
Parabola deretpeluruhanbeta dg genap
BAHASAN MODEL INTI ATOM –TETES CAIRAN

48. PeluruhanRadioaktif
bunbun
Jenispeluruhanradioaktif
Skema peluruhan
Peluruhanpartikelalfa
Peluruhanbeta
Peluruhandg pemancarannegatron
Peluruhandg pemancaranpositron
Tinjauanenergipd peluruhanbeta
Radiasianihilasi

49. Peluruhanradioaktif
Duyeh
Peluruhanalfa
Peluruhanbeta
Peluruhanpositron
Penangkapanelectron (negatron –beta neg)
Penataankembalikulitelectron setelahpenangkapan
electron
Persainganantarapenangkapanelectron dan peluruhan
positron
Peluruhangamma
Radioaktivitasdan satuan
Penentuantetapanpeluruhanradioaktif(lamda)
umurparuhradioaktif
Satuanaktivitasradioaktif
Hkmpeluruhandan kesetimbanganbahanradioaktif