• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Bab 2 inti atom nd 1
 

Bab 2 inti atom nd 1

on

  • 721 views

 

Statistics

Views

Total Views
721
Views on SlideShare
721
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
39
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Bab 2 inti atom nd 1 Bab 2 inti atom nd 1 Presentation Transcript

    • I N T I A T O M DAN MAKNA PRAKTISNYA UNTUK KESEJARTERAAN DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR Oleh : Tim Pengajar
    • Pokok Bahasan Pertemuan 1 1. Ilmu Kimia 2. Sifat fisis dan kimia 3. Atom sebagai komponen dasar unsur 4. Senyawa dibentuk dari unsur-unsur 5. Campuran, bahan murni, dan takmurni 6. Tabel berkala (periodik)
    • Perunggu terbuat dari 88% tembaga dan 12% timah Fake Gold (FeS2)
    • POKOK BAHASAN Partikel Penyusun Atom Perkembangan Model Struktur Atom Peluruhan Inti Atom (Radioaktivitas) Aplikasi Isotop Radioaktif Reaksi Inti
    • 1. Partikel Penyusun Atom Teori atom Dalton membuka pemikiran banyak ilmuwan untuk mengembangkan pemahaman lebih mendalam mengenai struktur fundamental materi Kajian yang lebih baru justru mematahkan konsepnya, yaitu dengan ditemukannya partikel subatomik (elektron, proton, dan neutron)  Elektron (−) Ditemukan oleh JJ Thompson dalam kajiannya terhadap sinar katoda yang melewati medan listrik dan medan magnet
    •  Proton (+) Diawali dengan penelitian Eugine Goldstein terhadap sinar kanal (gambar kiri) • Hipotesisnya diperkuat oleh Ernest Rutherford dalam kajiannya mengenai penembakan sinar-α pada sebuah lempeng emas (gambar kanan) • Hasil percobaan Rutherford menunjukkan bahwa proton terpusat pada inti atom dan elektron terletak mengelilingi inti atom.  Neutron (netral) Dihipotesiskan oleh J Chadwick yang menyebutkan bahwa semua inti atom, kecuali hidrogen, memiliki neutron.
    • Inti Atom • Inti atom bermuatan positif dengan jumlah yang sama dengan muatan negatif dari elektron. Muatan listrik satu elektron adalah -1.60 x 10-19 Coulomb, sementara muatan listrik satu proton adalah +1.60 x 10-19 Coulomb. • Muatan positif tersebut dikenal sebagai proton • Proton 2000 kali lebih besar dari elektron • Jumlah proton dalam inti atom sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti, sehingga muatan atom menjadi netral. Contohnya atom oksigen memiliki 8 elektron dan 8 proton.
    • NOMOR ATOM DAN MASSA ATOM (Z) Nomor atom menunjukkan jumlah proton (A) Nomor massa atom menunjukkan jumlah proton dan neutron Tidak ada jumlah tetap untuk neutron dalam inti. Sebagian besar unsur mengandung atom dengan nomor atom (jumlah proton) sama tetapi massanya berbeda, yang disebut ISOTOP Fe26 56 Fe26 55 XZ A
    • 2. Perkembangan Model Struktur Atom Teori klasik yang mengacu model inti Rutherford memiliki kelemahan yaitu pergerakan elektron yang mengitari inti akan menyebabkannya kehilangan energi dan jatuh ke dalam inti sehingga atom akan hancur Niels Bohr (1913) memperbaiki model struktur atom klasik tersebut:  Elektron bergerak mengelilingi inti (mengorbit) pada lintasan yang memiliki tingkat energi yang tetap.  Energi elektron terkuantisasi  Elektron dapat berpindah hanya pada orbit diskrit tertentu.  Cahaya hanya diserap dan dipancarkan saat elektron loncat dari orbital stabil yang satu ke orbital stabil lainnya.
    • BUKTI ENERGI TERKUANTISASI • Bohr menyadari bahwa tiap unsur dapat menghasilkan beberapa cahaya dengan energi (frekuensi) berbeda • Ketika tegangan listrik dialirkan pada gas dalam tabung tertutup, terlihat deret garis dengan warna tertentu.  Garis ini adalah spektrum emisi. Untuk gas hidrogen terdapat tiga garis 434 nm, 486 nm, dan 656 nm.
    • Model Struktur Atom dengan Mekanika Kuantum Teori model struktur atom Bohr tidak mampu menjelaskan spektrum yang dihasilkan oleh spesi yang lebih kompleks. Mekanika kuantum membantu memperbaiki model struktur atom. Dasar: Penentuan posisi dan momentum elektron yang akurat secara simultan adalah mustahil, tetapi menentukan peluang ditemukannya dalam suatu daerah adalah hal yang mungkin. Daerah dengan peluang ditemukannya elektron yang tinggi disebut orbital atom Orbital-orbital (subkulit) tersebut diberi simbol s, p, d, dan f (sharp, principal, diffuse, dan fine). Awan probabilitas Orbital atom s
    • Kulit dan Orbital • Kulit pertama mempunyai 1 orbital: 1s • Kulit kedua mempunyai 2 jenis orbital: 2s dan 2p • Kulit ketiga mempunyai 3 jenis orbital: 3s, 3p, and 3d • Jumlah maksimum elektron yang mengisi orbital tergantung pada jenis orbital: • Orbital s diisi maksimum 2 elektron • Orbital p diisi maksimum 6 elektron • Orbital d diisi maksimum 10 elektron • Orbital f diisi maksimum 14 elektron
    • Bentuk orbital orbital s, p, d, f
    • 3. Peluruhan Inti Atom (Radioaktivitas) Istilah Radioaktivitas digunakan untuk menjelaskan kecenderungan suatu unsur untuk melepaskan radiasi sebagai akibat dari perubahan yang terjadi pada inti atom Tiga bentuk utama radiasi: partikel α, partikel β, dan sinar γ
    • 1. Inti yang kaya neutron (miskin proton) tidak akan stabil sehingga akan meluruh membentuk proton dengan melepaskan elektron (partikel β−). C6 14 → N7 14 + e−1 0 2. Emisi sinar-γ terjadi saat inti yang berada pada tingkat tereksitasi, meluruh ke tingkat yang lebih rendah. Ni28 60 * → Ni28 60 + γ 3. Inti yang kaya proton, dapat meluruh dalam 3 bentuk, yaitu: (i) mengemisikan partikel α ( He2 4 ) contoh: Th90 232 → Ra88 228 + He2 4 (ii) mengemisikan positron ( e1 0 +) contoh: F9 18 → O8 18 + e1 0 + + v (iii) menangkap elektron contoh: U92 231 + e−1 0 → Pa91 231 Bentuk-bentuk peluruhan
    • Sumber Radioaktif Energi radioaktivitas mendorong terjadinya geyser dan erupsi gunung berapi Bahaya radiasi dinyatakan dalam REM, dosis radiasi yang mematikan dimulai dari 500 REM (persentase kematian sebesar 50 % bila terpapar dalam waktu singkat). Radiasi dari sumber alami atau pengobatan biasanya kurang dari 1 REM (sering dinyatakan dalam milirem; 1/1000 REM) Radiasi yang dihasilkan oleh aktvitivas radioaktif dapat membahayakan mahluk hidup
    • 4. Aplikasi Isotop Radioaktif Isotop Kegunaan Kalsium-47 Mempelajari pembentukan tulang pada mamalia Kalifornium-252 Menginspeksi peledak dalam tas penumpang pesawat Hidrogen-3 Untuk ilmu pengetahuan dan mempelajari metabolisme obat untuk memastikan keamanan obat Iodin-131 Diagnosa dan pengobatan kelenjar tiroid Iridium-192 Tes kebocoran pipa Talium-201 Kardiologi dan deteksi tumor Xenon-133 Mempelajari ventilasi paru-paru dan aliran darah Karbon-14 Memperkirakan umumr fosil atau benda bersejarah
    • • Isotop karbon-14 bersifat radioaktif, kelimpahan 1/1000000 dari total karbon di atmosfer. • Tanaman menyerap karbon-14dimakan oleh hewan dan mahluk hidup lain semuanya memiliki karbon-14 • Karbon-14 memiliki waktu paruh 5730 tahun (dalam 5730 tahun, setengah karbon-14 akan meluruh, sisanya akan meluruh 5730 tahun kemudian) • Aktivitas radioaktif dari fosil digunakan untuk menentukan umur fosil tersebut  disebut penanggalan karbon-14 William F. Libby mengembangkan penanggalan karbon-14
    • 5. Reaksi Inti Reaksi Inti ada dua jenis, yaitu reaksi fisi dan reaksi fusi Fisi nuklir adalah pembelahan inti atom (dipelajari pertama kali oleh Otto Hahn dan Fritz Strassmann tahun 1938) Pada inti terdapat dua gaya: gaya tarik-menarik yang kuat antar nukleon (biasanya paling dominan), dan gaya tolak-menolak listrik antar proton
    • Neutron yang dihasilkan dari reaksi fisi uranium-235 dapat memicu reaksi fisi berikutnya  reaksi berantai Reaksi fisi hanya terjadi pada uranium-235 (0.7% dari total bijih uranium) yang radioaktif. Bila neutron diserap oleh uranium-238 yang tidak radioaktif atau oleh unsur lainnya, maka reaksi berantai akan berhenti.
    •  Unsur radioaktif memiliki massa kritis. Massa radioaktif > massa kritis  ledakan  Pengaruh geometri, nisbah luas permukaan terhadap massa lebih besar pada unsur radioaktif yang dipotong kecil-kecil dibandingkan dalam bentuk bongkah besar  Contoh, bila dua potong kecil uranium-235 yang massanya lebih kecil dari massa kritis (disebut subkritis) digabung, menghasilkan nisbah luas permukaan terhadap massa lebih kecil  menimbulkan ledakan, contohnya bom fisi nuklir Hiroshima, Jepang 1945. Peledak digunakan untuk mendorong bongkah subkritis memasuki selongsong agar kedua subkritis bertumbukan Radioaktif sumber neutron Bongkah subkritis uranium
    •  Reaktor fisi nuklir mengubah energi nuklir (inti) menjadi energi listrik  Bahan bakar: uranium-238 ditambah 3% uranium-235 (komposisi yang tidak menimbulkan ledakan)  Fisi nuklir memiliki beberapa kelemahan:  Menghasilkan limbah radioaktif  Penggunaan sumber 235U yang besar, sementara kelimpahannya sedikit  Massa radioaktif tidak boleh melebihi massa kritis
    •  Fusi nuklir, yaitu penggabungan inti-inti atom. Dapat mengatasi kelemahan fisi nuklir  Energi dihasilkan saat atom-atom kecil bergabung (fusi)
    • • Agar reaksi fusi terjadi, inti harus bergerak dengan kecepatan tinggi saat tumbukan terjadi untuk mengatasi gaya tolakan listriknya. • Kecepatan tinggi = suhu tinggi (= suhu pada inti matahari) • Fusi termonuklir, adalah reaksi fusi yang berlangsung pada suhu tinggi • Suhu saat bom atom meledak = 4-5 kali suhu matahari  bom termonuklir dikembangkan  bom hidrogen (hasil reaksi fusi) diledakkan tahun 1952 • Reaksi fusi tidak tergantung pada massa kritis • Sinar laser dapat digunakan untuk mengatasi kelemahan reaksi fusi yang membutuhkan energi tinggi (dapat melelehkan wadah reaksi).
    • Soal Latihan 1. Uranium memiliki beberapa bentuk isotop, salah satunya adalah U92 235 . Tentukan jumlah proton, neutron, dan elektron dalam isotope tersebut! 2. Berapakah jumlah elektron yang terdapat pada: a. kulit ke-3 b. atom dengan kulit terluar 3p yang terisi penuh 3. Lengkapilah reaksi peluruhan berikut ini: a. Es99 253 + He2 4 → Es99 251 + ……… → Cf? 251 + e1 0 + b. Am95 243 + 𝑛0 1 → Cm? 244 + ……… + γ 4. Jelaskan perbedaan antara reaksi fisi dan fusi! 5. Sebutkan penerapan-penerapan dari proses peluruhan inti (radioaktivitas)!