Makalah Inti Atom.docx

1

MASSA DAN DIAMETER ATOM RELATIF (Makalah Inti Atom dan Radioaktivitas)

Dosen Pengampu: Novinta Nurul Sari, S.Pd., M.Pd. Hervin Maulina S.Pd., M.Sc.

Disusun Oleh: Kelompok 5 Erni Wahyuningsih (1613022038) Fitriyani (1613022008) Resti Novika (1613022020) Rizka Dwiputri C (1613022050) Septina Sri Haryanti (1613022018)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS LAMPUNG 2018

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya kepada penyusun, sehingga makalah yang memuat materi “Massa dan Diameter Atom Relatif” ini dapat terselesaikan dengan baik, untuk memenuhi tugas mata kuliah Inti Atom dan Radioaktif. Penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang membantu menyelesaikan penyusunan makalah ini.

Penyusun menyadari bahwa proses pembuatan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak yang membaca, yang sifatnya membagun untuk dijadikan bahan masukan agar penyusunan makalah selanjutnya menjadi lebih baik lagi. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penyusun dan pembaca. Penyusun juga meminta maaf apabila terdapat banyak kesalahan penulisan maupun ketepatan kata.

Bandarlampung, 06 Maret 2019

Penyusun

3

DAFTAR ISI

Halaman COVER ................................................................................................................... i KATA PENGANTAR .......................................................................................... ii DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii I.

PENDAHULUAN A. Latar Belakang .............................................................................................1 B. Rumusan Masalah .......................................................................................1 C. Tujuan...........................................................................................................2

II. PEMBAHASAN A. Inti Atom ......................................................................................................3 B. Massa Atom Relatif ......................................................................................8 C. Diameter Atom ...........................................................................................10 III. PENUTUP A. Kesimpulan.................................................................................................11 B. Saran ...........................................................................................................11 DAFTAR PUSTAKA

4

I. PENDAHULUAN

A. LatarBelakang Sejarah perkembangan teori atom dimulai pada sekitar abad kelima sebelum masehi oleh seorang ahli filsafat Yunani, Democritus (sekitar tahun 460-370 SM). Democritus mengekspresikan gagasannya bahwa semua materi tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi-bagi yang disebut atomos (yang berarti tidak dapat dibagi-bagi). Meskipun gagasan Democritus saat itu tidak dapat diterima oleh para ahli filsafat lainnya seperti Plato dan Aristoteles, konsepnya tetap bertahan selama beberapa abad. Pada tahun 1808, ilmuwan Inggris, John Dalton merumuskan defenisi yang tepat tentang partikel-partikel yang tidak dapat dibagi-bagi dan disebut atom.

Atom merupakan suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan electron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom merupakan sub materi yang dipelajari luas salah satunya dalam bidang fisika, yaitu sebagai bagi anda di mata kuliah Inti Atom dan radioaktivitas. Beberapa hal yang dibahas selain partikel penyusunnya, juga dibahas mengenai massa dan diameter atom,oleh karena itu disusunlah makalah Massa dan Diameter atom ini untuk mengetahui partikel penyusun inti atom, mengetahui cara menemukan massa atom, dan mengetahui cara menemukan diameter atom.

B. RumusanMasalah Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, rumusan masalah pada makalah ini sebagai berikut. 1. Apa saja partikel penyusun inti atom? 2. Bagaimana cara menentukan massa relatif atom? 3. Bagaimana cara menemukan diameter atom?

5

C. TujuanPenulisan Tujuan penulisan makalah ini sebagai berikut. 1. Mengetahui partikel penyusun inti atom. 2. Mengetahui cara menentukan massa relatif atom. 3. Mengetahui cara menemukan diameter atom.

6

II. PEMBAHASAN

A. Partikel Penyusun Inti Atom Penemuan partikel-partikel sub atom seperti elektron oleh J.J Thomson, proton oleh Goldstein, dan neutron oleh J. Chadwick telah meruntunkan kejayaan teori atom Dalton dan melahirkan teori atom modern yang dikembangkan dari teori atom Rutherford-Bohr.

Berdasarkan teori atom modern, atom terdiri atas partikel-partikel sub atom, yaitu elektron, proton, dan neutron. Proton dan neutron merupakan partikelpartikel penyusun inti atom, sedangkan elektron-elektron mengelilingi inti pada partikel penyusun inti pada orbit-orbit tertentu. Karena proton merupakan partikel bermuatan positif sedangkan neutron tak bermuatan, maka secara keseluruhan inti atom bermuatan positif. Atom suatu unsure biasanya dinyatakan dengan lambing sebagai berikut.

𝐴 𝑍𝑋 dengan: X = lambang unsur A = nomor massa Z = nomor atom

Dalam hal ini, nomor atom (Z) menyatakan jumlah proton yang sama dengan jumlah elektron pada atom netral, sedangkan nomor massa (A) menyatakan jumlah proton dan neutron dalam inti. Diketahui bahwa electron ( 01𝑒) mempunyai muatan −1,6 × 10−19 𝐶 dan bermassa 9,1 × 10−31 𝑘𝑔, proton ( 11𝑝) mempunyai muatan +1,6 × 10−19 𝐶 dan bermassa 1,67252 × 10−27 𝑘𝑔 serta neutron ( 10𝑛) tidak mempunyai muatan dan bermassa 1,67482 × 10−27 𝑘𝑔, sehingga massa atom ditentukan oleh massa proton dan neutron, hal ini karena massa elektron dapat diabaikan terhadap massa keduanya.

7

Suatu atom memiliki sifat dan massa yang khas satu sama lain. Dengan penemuan partikel penyusun atom dikenal istilah nomor atom (Z) dan nomor massa (A). 1. Nomor Atom (Z) Jumlah proton dalam suatu atom disebut nomor atom yang diberikan lambang Z. Nomor atom ini merupakan cirri khas suatu unsur, karena atom bersifat netral maka jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya. Sehingga nomor atom juga menunjukan jumlah elektron. Elektron ini lah yang nantinya paling menentukan sifat suatu unsur. Nomor atom ditulis agak ke bawah sebelum lambing unsur. Atom oksigen mempunyai 8 proton dan 8 elektron sehingga nomor atomnya 8. 2. Nomor Massa (A) Seperti diuraikan sebelumnya massa electron sangat kecil, dianggap nol. Sehingga massa atom ditentukan oleh inti atom yaitu proton dan neutron. Nomor massa ditulis agak ke atas sebelum lambing unsur. Atom oksigen mempunyai nomor atom 8 dan nomor massa 16, sehingga atom oksigen mengandung 8 proton dan 8 neutron. 𝑁𝑜𝑚𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝐴) = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛 + 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑛𝑒𝑢𝑡𝑟𝑜𝑛 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑛𝑒𝑢𝑡𝑟𝑜𝑛 = 𝑁𝑜𝑚𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 − 𝑁𝑜𝑚𝑜𝑟 𝑎𝑡𝑜𝑚

3. Isotop Atom-atom dari unsur yang sama berbeda nomor massa disebut isotop. Karena semua atom-atom (isotop) dari unsur tertentu mempunyai jumlah proton yang sama dalam intinya, maka isotop-isotop harus mempunyai jumlah neutron yang berbeda.

Sebagaicontoh, helium mempunyai dua buah isotop stabil, yaitu helium dengan sebuah neutron dalam inti yang nomor massanya tiga dan helium dengan dua buah neutron dalam inti yang nomor massanya empat. Untuk membedakan setiap isotop suatu unsur, para ilmuan menggunakan nama unsur dan nomor massanya. Sebagai contoh, helium dengan nomor massa tiga disebut helium-3 dan helium dengan nomor massa empat disebut

8

helium-4. Selain helium, atom-atom lain juga dapat berada dalam bentuk isotop-isotop misalnya isotop hidrogen ( 11𝐻, 21𝐻 , 𝑑𝑎𝑛 31𝐻 ), isotop oksigen 37 ( 168𝑂, 178𝑂, 𝑑𝑎𝑛 188𝑂 ), isotop klorin ( 35 17𝐶𝑙 𝑑𝑎𝑛 17𝐶𝑙 ), dan lain-lain.

Isotop-isotop unsur dapat berupa isotop-isotop stabil atau tidak stabil. Dalam hal ini, kestabilan suatu isotop ditentukan oleh kemampuan isotop untuk meluruh. Isotop-isotop yang tidak stabil mudah meluruh dan ketika meluruh jumlah proton dalam inti atomnya berubah sehingga isotop yang tidak stabil dapat berubah menjadi atom unsure lain.

Gambar 1. Contoh Isotop

Setiap isotop satu unsur memiliki sifat kimia yang sama karena jumlah elektronnya sama. Isotop-isotop unsur ini dapat digunakan untuk menentukan massa atom relatif (Ar), atom tersebut berdasarkan kelimpahan istop dan massa atom semua isotop. Contoh : Oksigen di alam terdiri dari 3 isotop dengan kelimpahan sebagai berikut :

Hitunglah massa atom rata-rata (Ar) dari unsur oksigen ini? Jawab :

9

4. Isobar Isobar adalah unsur-unsur yang memiliki nomor massa yang sama. Adanyaisotop yang membuatadanya isobar.

5. Isoton Isoton adalah atom-atom yang memiliki jumlah netron sama tetapi jumlah protonnya berbeda. Seperti yang sudah kita pelajari sebelumnya, bahwa neutron adalah selisih antaranomor massa dengan nomor atom; maka isoton tidakdapatterjadiuntukunsur yang sama.

6. Defek Massa dan Gaya Ikat Inti Tinjau atom 21𝐻 yang inti atomnya terdiri atas sebuah proton dan sebuah neutron. Secara teoritis, massa inti atom 21𝐻 adalah sama dengan jumlah massa proton dengan massa neutron, yaitu 𝑚𝑝 + 𝑚𝑛 = 1,00825 𝑠𝑚𝑎 + 1,008665 𝑠𝑚𝑎 = 2,016490 𝑠𝑚𝑎. Akan tetapi, dengan menggunakan alat ukur spketograf, massa inti atom 21𝐻 tersebut adalah 2,014102 sma. Hal ini berarti terdapat penyusutan massa sebesar 0,002388 sma. Penyusutan massa ini kemudian dikenal dengan istilah defek massa (∆𝑚) yang diyakini berperan dalam mempertahankan proton-proton di dalam inti atom. Jika massa inti atom dinyatakan dengan 𝑚 𝐴𝑋 , maka defek massanya 𝑍

dapat ditentukan dengan persamaan berikut. ∆𝑚 = [𝑍𝑚𝑝 + (𝐴 − 𝑍)𝑚𝑛 ] − 𝑚 𝐴𝑋 𝑍

dengan: ∆𝑚

= defek massa (sma)

𝑚𝑝

= massa proton (sma)

𝑚𝑛

= massa neutron (sma)

𝑚 𝐴𝑋

= massa total inti (sma)

𝑍

10

Dalam hal ini, peran defek massa untuk mempertahankan proton-proton dalam inti atom sehingga tidak bercerai berai akibat interaksi elektrostatik sesuai dengan ramalan Einstein tentang hubungan kesetaraan massa dengan energi, yaitu defek massa menentukan besarnya energi ikat inti. Menurut Einstein, hubungan kesetaraan massa dengan energi untuk konsep defek massa dapat dinyatakan dengan persamaan berikut. 𝐸 = ∆𝑚𝑐 2 atau𝐸 = ∆𝑚 × 931,5 𝑀𝑒𝑉/𝑠𝑚𝑎

dengan: E

= energi ikat inti (Ev atau Joule)

∆𝑚

= defek massa (sma atau kg)

𝑐

= kecepatan cahaya (3 × 108 𝑚⁄𝑠)(1 𝑒𝑉 = 1,6 × 10−19 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒)

Dalam fisika nuklir, energi ikat inti adalah energi total yang dibutuhkan untuk memisahkan proton-proton dan neutron-neutron yang menyusun inti sebuah atom. Besarnya energi ini sama dengan energi yang dilepaskan ketika partikel-partikel tersebut bersatu membentuk sebuah inti. Secara teoritis, terikatnya proton dengan proton, proton dengan neutron, serta neutron dengan neutron dalam inti atom diyakini karena adanya gaya inti pada partikel-partikel tersebut yang cenderung mempertahankannya dalam inti. Gaya inti ini lebih besar dari gaya tolak elektrostatik antara proton dengan proton.

Energi ikat inti atom biasanya dinyatakan dalam energi ikat inti per nukleon. Karena nukleon adalah penyusun inti atom, yaitu proton dan neutron, maka besarnya energi ikat inti per nukleon adalah hasil bagi antara energi ikat inti per nukleon di dalam inti. Karena jumlah nukleon di dalam inti atom ini sama dengan nomor massanya (A), maka energi ikat 𝐸

inti per nukleon ini dapat dinyatakan sebagai 𝐴.

11

B. Massa Atom Massa suatu atom berhubungan erat dengan jumlah elektron, proton, dan neutron yang dimiliki atom tersebut. Berdasarkan perjanjia ninternasional, satu atom dari isotop karbon (disebut karbon-12) yang mempunya ienam proton dan enam neutron memiliki massa tepat 12 satuan massa atom (sma). Atom karbon12 ini dipakai sebagai standar, sehingga satu satuan massa atom didefinisikan sebagai suatu massa yang besarnya tepat sama dengan seper dua belas massa darisatu atom karbon-12. Massa satu atom karbon-12 = 1 sma. 1 sma = massa satu atom karbon-12 / 12 = 1,66056 × 10-27 kg Massa atom adalah jumlah massa proton, neutron, dan elektron dalam sebuah atom, atau massa rata-rata dalam kelompok atom (isotop atom). Namun, elektron memiliki massa begitu sangat kecil bila dibandingkan dengan massa dari proton dan neutron sehingga massa elektron tidak termasuk faktor ke dalam perhitungan. Jadi, massa atom adalah jumlah massa proton dan neutron. Ada tiga cara untuk menemukan massa atom, yaitu:

1. Melihat massa atom pada Tabel Periodik Jika itu pertemuan pertama Anda dengan kimia, instruktur Anda ingin Anda untuk belajar bagaimana menggunakan tabel periodik untuk menemukan massa atom (berat atom) dari unsur. Jumlah ini biasanya diberikan di bawah simbol unsur ini. Carilah angka desimal, yang merupakan massa rata-rata atom dari semua isotop alami dari unsur. Contoh: Jika Anda diminta untuk memberikan massa atom karbon, Anda harus terlebih dahulu tahu simbol unsur atom C. Carilah C pada tabel periodik. Angka bulat adalah nomor atom. Massa atom atau berat atom adalah angka desimal, Jumlah angka signifikan bervariasi sesuai dengan tabel, tetapi nilai sekitar 12,01. Nilai ini pada tabel periodik diberikan dalam satuan massa atom atau amu, tetapi untuk perhitungan kimia Anda biasanya menulis massa atom dalam hal gram per mol atau g / mol. Massa atom karbon akan 12,01 gram per mol atom karbon.

12

Gambar 1. TabelPeriodik Unsur

2) Jumlah proton dan netron untuk atom tunggal Untuk

menghitung

massa

atom

dari

atom

tunggal

dengan

menambahkan massa proton dan neutron. Contoh: Cari massa atom isotop karbon yang memiliki 7 neutron. Anda dapat melihat dari tabel periodik yang memiliki karbon nomor atom 6, yang merupakan jumlah protonnya. Massa atom atom adalah massa proton ditambah massa neutron sehingga 6 + 7 = 13.

3) Masa rata-rata untuk semua atom dari unsurnya Massa atom dari suatu unsur adalah masa rata-rata dari semua isotop unsur berdasarkan kelimpahan mereka di alam. Hal ini sederhana untuk menghitung massa atom unsur dengan langkah-langkah ini. Biasanya, dalam masalah ini, Anda akan disediakan dengan daftar isotop dengan massa mereka dan kelimpahan alami mereka baik sebagai desimal atau nilai

persen.

Kalikan

massa

masing-masing

isotop

dengan

kelimpahannya. Jawabannya adalah total massa atom atau berat atom dari unsur.

Massa atom relatif diberi lambang Ar dan dirumuskan sebagai berikut

𝐴𝑟 =

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑟𝑎𝑡𝑎 − 𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝑋 1 12

× 1 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝐶12

13

C. Diameter Atom Diameter atom adalah dua kali jari-jari atom. Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron yang terletak di kulit terluar. Besarnya jari-jari atom

biasanya

tidak

diukur

secara

langsung,

umunya

ditentukan

menggunakan sinar-X. Beberapa jenis jari-jari atom yaitu, jari-jari kovalen, jari-jari logam dan jari-jari van der Waals.

Untuk senyawa-senyawa ionik yang terukur adalah jari-jari ionnya bukan jarijari atomnya. Hal ini disebabkan senyawa-senyawa ionik tersusun dari ion positif dan ion negatif membentuk suatu sistem kristal tertentu. Jari-jari kovalen digunakan untuk senyawa-senyawa yang memiliki ikatan kovalen. Ikatan kovalen umumnya terbentuk dari unsur-unsur nonlogam. Jari-jari kovalen ditentukan dengan membandingkan jarak antara dua inti atom yang berikatan. Misalnya molekul Cl2 diketahui panjang ikatannya 0,198 nm. Di dalam 1 molekul Cl2 terdapat 2 atom Cl, maka jari-jari atom Cl adalah 0,099 nm. Dengan demikian apabila diketahui panjang ikatan C-Cl pada CCl4 adalah 0,176 nm, maka jari-jari atom C adalah 0,088 nm. Jari-jari atom yang ditentukan dengan cara ini hanya bersifat teoritik, karena berdasarkan eksperimen jari-jari atom C dapat lebih besar atau lebih kecil.

Jari-jari logam digunakan untuk unsur-unsur logam. Perhatikan suatu kristal logam murni sebagai suatu molekul besar yang terdiri dari jutaan atom yang saling terikat. Jari-jari logam adalah setengah jarak antar inti atom logam dengan inti salah satu atom tetangganya. Jari-jari van der Waals digunakan untuk atom-atom tidak dapat berikatan. Jari-jari van der Waals diartikan sebagai jarak antara inti atom dalam molekul-molekul yang tidak berikatan. Selain dikenal jari-jari van der Waals dikenal pula gaya van der Waals. Gaya van der Waals sering digunakan untuk interaksi yang teradi antara molekul atau gaya antara molekul. Gaya van der Waals dapat diamati pada interaksi yang terjadi dalam gas mulia. Selain dikenal gaya van der waals dikenal pula ikatan van der waals.

14

III.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan Adapun kesimpulan dari pembahasan pada makalah ini sebagai berikut. 1. Atom terdiri atas partikel-partikel sub atom, yaitu elektron, proton, dan neutron. Proton dan neutron merupakan partikel-partikel penyusun inti atom, sedangkan elektron-elektron mengelilingi inti pada partikel penyusun inti pada orbit-orbit tertentu. 2. Cara menentukan massa atom dapat dengan 3 cara yaitu dengan melihat massa atom pada tabel periodik, melihat jumlah proton dan netron untuk atom tunggal, dan melihat masa rata-rata untuk semua atom dari unsurnya. Rumus yang digunakan dalam menentukan massa atom relatif adalah 𝐴𝑟 =

𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝑋 1 ×1 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 12

𝑎𝑡𝑜𝑚 𝐶12

3. Diameter atom berkisar dari (1-9) x 10-10m. Diameter atom adalah dua kali jari-jari atom. Jari-Jari Atom adalah jarak dari inti atom ke elektron valensi.jenis jari-jari atom yaitu, jari-jari kovalen, jari-jari logam dan jari-jari van der Waals

B. Saran Penyusunan makalah yang baik haruslah memuat pustaka dari berbagai jenis sumber. Tidak hanya mengambil pustaka dari artikel di internet, sebaiknya penyusun mengambil pustaka dari buku ataupun artikel berupa jurnal.

15

16

DAFTAR PUSTAKA

Abdillah, Fahri. 2018. Menghitung Massa Atom Relatif. Diakses dari https://blog.ruangguru.com/menghitung-massa-atom-relatif pada tanggal 07 Maret 2019 pukul 11.59 WIB

Nafiun. 2014. Fisika Inti Partikel Penyusun Inti Atom Massa Gaya Efek Ukuran BentukEnergi Ikat Stabilitas Rumus Contoh Soal Jawaban. http://www. nafiun.com/2014/06/fisika-inti-partikel-penyusun-inti-atom-massa-gayadefek-ukuran-bentuk-energi-ikat-stabilitas-rumus-contoh-soaljawaban.html. Pada tanggal 03-03-2019. Pukul 21.09 WIB.

Tatang. 2015. Apa Pengertian Massa Atom. https://tatangsma.com/2015/10/apapengertian-massa-atom.html. Pada tanggal 03-03-2019. Pukul 21.30 WIB