Dokumen tersebut membahas tentang struktur inti atom, sifat-sifat inti atom, dan partikel penyusun inti atom. Secara singkat, inti atom terdiri dari proton dan neutron, dan memiliki sifat seperti muatan, ukuran, massa, dan momentum sudut.

1. Struktur Inti
nurhidayah@unja.ac.id

2. Sifat Umum Inti
• Muatan Inti
• Ukuran/ Skala Inti
• Massa Inti
• Energi Ikat Inti
• Momentum Sudut (Spin Inti)
• Paritas
• Momen Inti

3. Partikel Penyusun Inti atom
Menurut model atom Bohr, atom tersusun dari
inti atom dan elektron yang mengelilingi inti
atom pada kulit-kulit atom.
Inti atom terdiri dari sejumlah proton dan
sejumlah neutron tak bermuatan.
Proton dan neutron sebagai penyusun inti atom
(nukleus) disebut nukleon.
inti atom yang ditandai dengan jumlah proton
(p) dan neutron (n) tertentu disebut nuklida.

4. Suatu Nuklida dengan simbol kimia X
Simbol inti : A
Z
ket : Z = nomor atom =  proton
A = nomor massa = p + n.
N= A - Z
Inti atom:
proton = 1.007276 sma 1 sma
neutron = 1.008665 sma  1 sma
massa electron = 0,000 549 u
Satuan Massa Atom (u)
Suatu satuan massa yang dapat digunakan
dalam perhitungan2 nuklir adalah satuan
massa atom (u).
1 u = 1,6605 x 10-27 kg = 931,494 MeV/c2

5. Contoh
Give the symbol for the following: (a) the isotope of helium
with mass number 4; (b) the isotope of tin with 66 neutrons;
(c) an isotope with mass number 235 that contains
143 neutrons.
Solution
(a) From the periodic table, we find that helium has Z = 2. With A = 4, we
have N = A − Z = 2. Thus the symbol would be or 4He.
(b) Again from the periodic table, we know that for tin (Sn), Z = 50. We are
given N = 66, so A = Z + N = 116. The symbol is or
(c) Given that A = 235 and N = 143, we know that Z = A − N = 92. From the
periodic table, we find that this element is uranium, and so the proper
symbol for this isotope is or
235
92 143
U 235
U
116
50 66
Sn 116
Sn
4
2 2
He

6. Isotop :
Nuklida yang jumlah protonnya sama tapi berbeda jumlah neutronnya
Contoh : C
12
6 C
13
6 C
14
6
C
13
6
N
14
7
N
14
7
C
14
6
Memiliki sifat kimiawi sama, fisika berbeda
Isoton :
Nuklida yang jumlah neutronnya sama tapi berbeda nomor massa
Contoh : Memiliki sifat FISIKA sama KIMIA berbeda
Isobar :
Nuklida yang memiliki nomor massa sama tapi berbeda nomor atom
Contoh :
Memiliki sifat FISIKA dan KIMIA yang berbeda

7. Contoh
Tuliskan lambang yang sesuai bagi ketiga isotop berikut:
a. Isotop helium dengan nomor massa 4
b. Isotop timah dengan 66 neutron
c. Sebuah isotop dengan nomor massa 235 yang mengandung
143 neutron.

8. Ukuran dan Bentuk Inti
Jari-jari inti belum bisa ditentukan/diukur secara langsung
Ada dua metode, yaitu cara Nuklir dan Cara Elektromagnetik.
Jika diasumsikan inti bulat (bola), maka jejarinya ditentukan
dengan persamaan :
R= ro.A1/3
Jari-jari inti atom R bergantung pada nomor massa A
dan secara pendekatan diberikan oleh jari-jari atom.

9. Eksperimen Rutherford : Volume sebuah inti sebanding
dengan banyak nukleon yang dikandungnya (A)
1/3
0
0
1/3
3
3
A
banding
tetapan
ikan
mendefinis
dengan
A
A
jadi
tetapan
3
4
atom
inti
volume
neutron
dan
proton
jumlah
r
R
r
R
R
R
A







10. ro ditentukan melalui eksperimen, yaitu :
 Cara Nuklir :
 Cara ini diukur jari-jari gaya inti (nuclear force
radius),yaitu jarak dari pusat inti (core) ke jarak
jangkauan gaya inti.
Cara yang termasuk metode ini :
• Hamburan partikel alfa, diperoleh :
ro=1,414 x 10-13 cm
• Peluruhan alfa dengan hasil :
ro=1,48 x 10-13 cm
• Hamburan neutron cepat dengan hasil :
ro=1,37 x 10-13 cm

11. • Cara elektromagnetik
Jari-jari yang diukur ialah jari-jari muatan inti.
Percobaan yang termasuk kategori ini:
-Hamburan elektron dengan hasil r0 = 1,26 F
-Mesonik atom dengan hasil r0 = 1,2 F
- Inti cermin ( H , He ) dengan hasil 1H3, 3He3) r0 = (1,28 + 0,05)F
- hamburan proton dengan hasil r0 = (1,25 + 0,05)F
- pergeseran isotopik dengan hasil r0 = (1,20 F

12. Contoh
1. Compute the approximate nuclear radius of carbon (A = 12),
germanium (A = 70), and bismuth (A = 209).
Solution
Using Eq. 12.1, we obtain:
Carbon: R = R0A1/3 = (1.2 fm)(12)1/3 = 2.7 fm
Germanium: R = R0A1/3 = (1.2 fm)(70)1/3 = 4.9 fm
Bismuth: R = R0A1/3 = (1.2 fm)(209)1/3 = 7.1 fm
As you can see from Figure 12.1, these values define the
mean radius, the point at which the density falls to half the
central value.

13. 2. Compute the density of a typical nucleus, and find the resultant mass if
we could produce a nucleus with a radius of 1 cm.
Solution
Making a rough estimate of the
nuclear mass m as A times
the proton mass, we have
 
3 3
0
27
17 3
3
15
4 4
3 3
1,67 10
2 10 /
4
1,2 10
3
p p
Am Am
m
V R R A
kg
kg m
m

 



  

  

The mass of a hypothetical nucleus with
a 1-cm radius would be
   
3
3
17 3
11
4
3
4
2 10 / 0,01
3
8 10
m V R
kg m m
kg
  

 
   
 
 
   
 
 

14. Tata nama ( Istilah Umum dalam fisika Inti)
Tata Nama Pengertian
Nuklida Spesies inti atom dengan nomor massa A, nomor atom Z, dan
nomor neutron N
Isotop Nuklida-nuklida yang memiliki nomor atom Z sama dan N
berbeda
Isobar Nuklida-nuklida dengan A sama
Isoton Nuklida-nuklida dengan N sama, Z berbeda
Isomer Nuklida yang berada dalam keadaan tereksitasi dengan umur
paruh dapat diukur
Nukleon Neutron atau proton
Meson Zarah dengan massa di antara electron dan proton
Positron Elektron yang bermuatan positif
Photon Paket (quantum) radiasi elektromagnetik

15. Massa Inti
• Salah satu hipotesis dalton bahwa atom-atom suatu unsur
adalah identik.
• Prout (1819) menyarankan bahwa semua unsur terbuat dari
hidrogen, sehingga massanya dapat dituliskan sebagai:
M ~ C MH
MH = massa hidrogen
C = bilangan bulat ( dikenal sebagai nomor massa A)

16. • Dari penyelidikan yang teliti, ternyata C bukanlah bilangan
bulat, sehingga hipotesis Prout dianggap tidak benar.
• Crookes(1886) menyarankan kembali ide Prout. Alasan
bahwa C bukan bilangan bulat adalah karena suatu unsur
mungkin terdiri dari beberapa campuran (isotop).
Contoh: Cl mempunyai berat atom 35,46 karena
terdiri dari 3 isotop, masing-masing 34,35, dan
36.

17. Karena kemudian inti diketahui terdiri dari proton dan
neutron, maka dapat dituliskan: (Chadwick dan heisenberg)
M = Z(MH) + N (MN)
Z dan N adalah jumlah proton dan neutron di dalam inti,
MN = massa neutron
Kelimpahan massa di alam telah tersusun dalam
periodik table.

18. Spektroskopi masa
Untuk mengukur massa inti dengan tingkat ketelitian
tinggi di perlukan alat canggih yang dikenal dengan
Spektroskop Massa.
Massa- massa yang dipisahkan dapat difokuskan untuk
membuat bayangan pada Pelat Fotografi.
Dalam hal ini, instrument tersebut dikenal dengan
Spektograf.
Jika massa-massa yang dipisahkan dilewatkan celah
pendeteksi dan direkam secara elektronik (misalnya
sebagai arus) , maka instrument tersebut dikenal sebagai
Spektrograf Massa.

19. PENGUKURAN MASSA ISOTOP
• Thomson: mengukur q/m nya.
z
arah
k
qvB
j
B
i
qv
B
v
q
FL
ˆ
ˆ
ˆ 







y
e ma
qE
F 

S E B

20. Pengukuran Massa oleh Thomson
• Panjang pelat yang sejajar (yang menghasilkan E):
.Melalui waktu pelat : t
• defleksi:
v
l
t 
2
2
2
2
1
2
1
mv
qEl
t
a
y y 

k
Ma
k
qvB
F z
L
ˆ
ˆ 

mv
l
qB
mv
l
qvB
t
a
z z
2
2
2
2
2
1
2
1
2
1




21. Pengukuran Massa oleh Thomson
y
m
q
k
z
y
Em
l
qB
z
mv
qEl
y
v
m
l
B
q
z





2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
1
2
1
4
1
E
B
l
k
2
2
2


22. SPEKTROGRAF

23. Prinsip alat
• The Ion Source
Menghasilkan berkas atom atau molekul terionisasi dengan
distribusi kecepatan termal.
• Velocity Selector
Selektor kecepatan hanya melewatkan ion-ion dengan kecepatan
tertentu, dan terdiri atas medan listrik dan medan magnet yang saling
tegak lurus. Medan listrik E akan melakukan gaya listrik qE yang
memiliki kecenderungan membelokkan ion-ion ke atas. Medan magnet B
akan melakukan gaya magnetic qvB ke bawah.
• Photographic Plate
Momentum selector berupa medan magnet homogen yang akan
membelokkan berkas elektron ke dalam lintasan lingkaran berjari-jari r.

24. Contoh Hasil Mass Spectrometer

25. SPEKTROMETER
M
qV
R
M
q
B
R
Mv
Bq
R
Mv
Bqv
M
qV
v
qV
Mv
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
2




















2
2
2
R
B
V
M
q

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 gaya sentripetal)
berdasarkan prinsip gaya Lorentz”

26. Contoh
Dua macam partikel terdiri dari sejumlah isotop Radium 222 dan Radium 228
dilewatkan sebuah spektrografi yang peka. Jika karena pengaruh medan
magnet, Radium 222 membentuk busur lingkaran dengan jari-jari 20 cm,
berapa jari-jari yang dibentuk oleh isotop Radium 228? Sudah tentu isotop
Radium tersebut telah diionkan menjadi Ra2+.
Penyelesaian:
Partikel bermuatan yang bergerak di dalam medan magnet mengalami gaya
magnet yang diimbangi oleh gaya sentripetal sehingga membentuk busur
lingkaran.
Bq
mv
r
r
mv
qvB


sehingga
2
Bq
v
m
r
Bq
v
m
r
228
2
222
1
228
radium
222
radium




222
228
2
1
m
m
r
r


27. 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

29. Contoh
Massa inti atom 20Ca40 adalah 40,078 sma. Jika massa proton = 1,0078 sma
dan neutron = 1,0087 sma, tentukan defek massa pembentukan 20Ca40
Pembahasan:
= [20. 1,0078+20. 1,0087- 40,078]
=0,252 sma
∆m = z.mp + (A – z).mn – minti

30. Soal
1. Sebuah isotop radium mempunyai nomor massa 220. Hitung jari-
jari inti isotop tersebut!
2. Sinar alpha ( ion-ion He2+) keluar dari suatu tempat bergerak
masuk dan tegak lurus di dalam medan magnet yang besarnya B=
10-2 Weber/m2 dengan kecepatan 106 m/s. Hitung besar gaya
yang bekerja pada sinar alpha tersebut dan hitung pula jari-jari
lintasannya!
3. Dengan menggunakan persamaan R= ro.A1/3 ,tentukan kerapatan
rata-rata inti atom!
4. Massa atom O16
8 adalah 15,995 sma; hidrogen 1,0078 sma; dan
neutron 1,0087 sma. Tentukan:
a. massa total partikel pembentuk,
b. defek massa,

31. Digunakan asas Lorentz
   
  
  
meter
coulomb
m
W
s
m
coulomb
Bq
mv
r
N
m
W
s
m
coulomb
qvB
FL
0
,
2
10
6
,
1
2
/
10
/
10
10
6
,
1
4
10
2
,
3
/
10
/
10
10
6
,
1
2
19
2
2
6
19
15
2
2
6
19




















32. DENSITAS NUKLIR
3
5
24
3
3
13
13
12
3
1
3
10
10
67
,
1
,
1
:
Pr
3
4
3
4
10
35
,
1
10
48
,
1
10
2
,
1
.
3
4
mm
ton
gr
m
M
A
oton
A
r
M
R
M
V
M
cm
r
cm
cm
r
A
r
R
R
V
p
o
o
o
o

























