1. Matludin Page 1
Inti Atom Tidak Mengandung Elektron
Jika massa inti helium adalah empat kali massa proton dan muatan inti helium
adalah +2e, maka dapatlah dianggap bahwa inti helium terdiri dari dua buah proton
dan dua elektron. Kemudian beberapa inti radioaktif dapat memancarkan sinar beta
(elektron). Dari fakta ini dapat dihipotesakan bahwa di dalam inti atom terdapat
elektron.
Ada beberapa alasan yang akan dibahas, sehingga dapat disimpulkan bahwa
dalam inti atom tidak berisi elektron, yaitu:
a. Ukuran dan Bentuk Inti
Berdasarkan hasil eksperimen hamburan Rutherford telah dibuktikan bahwa
inti atom mempunyai bentuk seperti bola. Dengan menggunakan elektron dan neutron
cepat adalah lebih tepat untuk menyelidiki dimensi inti. Sebab elektron berinteraksi
dengan inti hanya melalui gaya listrik, sedangkan neutron berinteraksi dengan inti
hanya melalui gaya mekanik. Hamburan elektron di sekitar inti atom, membuktikan
tentang distribusi muatan di dalam inti, sedangkan hamburan neutron membuktikan
distribusi materi di dalam inti. Dalam kedua masalah ini panjang gelombang de
Broglie dari elektron ataupun neutron yang digunakan haruslah lebih kecil dari inti
atom yang diselidiki. Untuk menentukan ukuran inti atom, dapat digunakan elektron
berenergi sekitar 1000 MeV, sedangkan jika digunakan neutron hanya berenergi
sekitar 20 MeV.
Dari hasil eksperimen tersebut dapat disimpulkan bahwa :
Volume sebuah inti atom berbanding lurus dengan banyaknya nukleon yang
dikandung oleh inti atom tersebut, yaitu sesuai dengan nomor massa
Volume =
3
4
R3
= nomor massa (A)
tetapan
A
R3
R = Ro
3
A .............................................(1-4)
dengan Ro adalah tetapan pembanding yang nilainya tergantung pada inti atom yang
menghamburkan partikel-partikel bermuatan listrik. Nilai Ro berada dalam rentang
1,0 x 10-15
m hingga 1,5 x 10-15
m. Oleh karena itu secara umum harga Ro = 1,2 x 10-
15
m = 1,2 fermi.
Jari-jari inti atom yang sering dijumpai sekitar 5 x 10-15
m, sehingga dengan
menggunakan prinsip ketaktentuan Heisemberg
p
Δx2

m10x5x2
j.s10x054,1
15-
-34

2. Matludin Page 2
p 1,1 x 10-20
kg.m/s
Berdasarkan prinsip ketaktentuan, maka energi kinetik untuk elektron yang
mempunyai momentum sebesar 1,1 x 10-20
kg.m/s dan massa diam 9,1 x 10-31
kg
adalah :
kg10x9,12
kg.m/s)10x(1,1
2m
p
K 31-
2-202
= 415 MeV
Sedangkan energi diam elektron adalah 0,511 MeV dan elektron yang terpancar pada
peluruhan beta hanya berenergi sekitar 2 atau 3 MeV.
Energi kinetik proton yang mempunyai momentum sebesar 1,1 x 10-20
kg.m/s
dan massa diam 1,67 x 10-27
kg, yaitu
kg10x1,672
kg.m/s)10x(1,1
2m
p
K 27-
2-202
= 0,23 MeV
Sedangkan energi diam proton adalah 940,5 MeV
Dengan demikian elektron tidak mungkin terdapat di dalam inti atom, akan
tetapi protonlah yang mempunyai peluang terbesar untuk berada di dalam inti atom.
b. Spin Inti.
Proton dan elektron merupakan partikel fermi yang masing-masing
mempunyai spin =
2
1
. Berarti besar momentum sudut spin terhadap sumbu-z adalah

2
1
Sz . Jadi setiap inti atom dengan jumlah proton yang genap ditambah elektron
yang genap pula harus memiliki spin bilangan bulat, sedangkan setiap inti atom
dengan jumlah proton yang genap ditambah elektron yang ganjil harus memiliki spin
setengah bilangan bulat. Kenyataan bahwa deutron ( H2
1 ) adalah inti isotop hidrogen
mempunyai nomor atom 1 dan nomor massa 2. Berarti pada inti atom deutron
tersebut terdapat 2 proton (yang genap) dan 1 elektron (yang ganjil). Oleh karena itu
spin deutron haruslah menjadi
2
1
ataupun
2
3
. Namun spin deutron menurut
pengamatan adalah sama dengan 1.
Dengan demikian elektron tidak mungkin dapat berada di dalam inti atom.

3. Matludin Page 3
c. Momen Magnetik.
Di dalam fisika moderen telah diperoleh bahwa momen magnetik elektron :
Z = - (
p2m
e
). LZ =
2m
e
.m = =
31-
-34-19
10x9,1x2
J.s10x1,054kg.10x1,6
= 0,92932 x 10-23
J/T
Jika dianalogikan dengan proton, maka proton mempunyai momen magnetik :
µp = z
p
L.
m2
e
= 

m.
2m
e
p
= )1(
Kg10x1,672x2
J.s10x1,054.kg10x1,6
27-
-34-19
= 5,04306 x 10-27
J/T
Berarti momen magnetik proton adalah 0,05 persen momen magnetik elektron.
Apabila elektron berada di dalam inti, maka orde momen magnetik elektron harus
sama dengan orde momen magnetik proton. Kenyataannya momen magnetik inti
yang teramati adalah tidak sama dengan momen magnetik proton. Hal ini
menunjukkan bahwa elektron bukan penyusun inti.