Dokumen tersebut membahas tentang sifat inti atom, meliputi nomor atom, proton, massa dan energi, energi ikat, radius dan bentuk, tingkat energi, spin dan paritas inti. Secara ringkas, dokumen tersebut menjelaskan bahwa inti atom memiliki nomor atom, jumlah proton dan neutron, serta memiliki massa, energi ikat, spin dan paritas yang berbeda-beda tergantung pada jenis isotopnya.

1. SIFAT INTI ATOM
A. Nomor Atom
Pada tahun 1895 W.C.Roentgen menemukan bahwa bahan yang dihantam
oleh sinar katode dapat memancarkan suatu radiasi yang bersifat menembus, yang
disebut sinar X. Sinar X adalah suatu bentuk radiasi elektromagnet, yang serua
dengan gelombang cahaya atau gelombang radio, tetapi dengan energi yang lebih
tinggi. Sinar X tak mempunyai massa maupun muatan.
Pada waktu yang sama dengan dikembangkannya gagasan atom berinti
oleh Rutherford, membuat suatu penemuan penting mengenai inti atom. Ia
memjumpai bahwa bila sinar katode menghantam unsur yang diguakan sebagai
anoda sasaran dalam suatu tabung sinar X akan dipancarkan sinar X yang khas
menurut macamnya unsur itu. Moseley mentabelkan panjang gelombang sinar X
itu; ternyata pada umumnya panjang gelombang itu secara teratur berkurang
menurut naiknya bobot atom relatif dari unsur-unsur itu. Jadi makin pendek
panjang gelombangnya maka makin tinggi energinya.
B. Proton
Setelah elektron ditemukan, para ahli fisika berusaha untuk mencari
partikel dasar yang bermuatan positif. Berdasarkan penelitian tabung sinar katode
ditemukan bahwa banyak jenis partikel positif dapat terjadi, bergantung pada gas
yang digunakan untuk membilas tabung itu sebelum penghampaan. Bila gas
hidrogen yang digunakan, maka akan diperoleh partikel positif yang teringan
partikel ini mempunyai angka banding e/m sebesar 9,5791 x 104 C/g. Muatan
mutlak pada partikel ini sama dengan muatan elektron 1,6022 x 10-19 C. Karena
bermuatan positif, muatan relatifnya adalah +1. Dari angka banding e/m dan harga
e yang telah diketahui diperoleh massa sebesar 1,6726 x 10-24 g suatu massa yang
1836 x massa elektron. Partikel sub atom kira-kira dengan massa 1,6726 x 10-24 g
dan muatan +1 disebut proton.
Proton diperoleh bila elektron-elekton sinar katode berkecepatan tinggi
mementalkan elektron-elektron dari dalam atom hidrogen netral dan
meninggalkan inti yang positif. Karena atom-atom merupakan partikel netral,

2. banyaknya proton harus sama dengan banyaknya elektron, agar muatannya
seimbang.
C. Massa dan Energi
Massa inti atom sangat kecil jika dinyatakan dengan satuan massa biasa, yaitu
kurang dan 10.21 gram. Oleh karena itu harus dinyatakan dengan satuan yang
berbeda. Satuan yang diakui secara universal adalah didasarkan pada massa atom
12C yang berada dalam keadaan netral dan tingkat energi dasar. Satuan yang
dimaksud adalah sma (satuan massa atom) atau amu (atomic mass unit).
1 sma = ½ massa atom 12C
1 kg atom (kg mol) 12C = 12 kg, sehingga
1 gram atom (1 gram mol)12C = 1 mol = 12.10-3 kg
1 gram atom) 12C = 6.022 x 1023 atom/molekul
Dari kesetaraan massa dan energi (E = mc2), maka 1 sma setara dengan
energi sebesar 1,492232.10.-10 joule. Dalam sistem atom, energi pada umumnya
dinyatakan dalam satuan elektron volt (eV). Satu elektron volt didefinisikan
sebagai energi yang diperoleh satu elektron yang bermuatan 1,6.10-19 coulomb
setelah menempuh beda potensial sebesar 1 volt, atau
1 eV = 1,6021.10-19 joule
1 sma = 1,66043. 10-27 kg = 1,492232. 10-10 joule = 9,3148.108 eV
= 931, 48 MeV
Massa dari berbagai elemen atom diketahui lebih besar dan berat atom.
Sebagai contoh isotop oksigen 16O terdapat 8 proton, 8 neutron dan 8 elektron;
jumlah massanya sama dengan 16,132 amu, sedangkan berat atomnya sebesar
15,99491 amu. Isotop oksigen 16O lebih ringan 0,13709 amu dan elemen
penyusun. Perbedaan antara total massa proton, neutron dan elektron secara
individu dengan massa atom disebut mass defect. Persamaan untuk mass defect
adalah
mass defect = Z.mh + (A-Z). mn – M

3. dimana,
Z : nomor atom
M : massa atom hidrogen
M : massa neutron
A-Z : nomor neutron
M : berat atom
Jika berat atom pada persamaan di atas diganti dengan massa inti, maka massa
atom hidrogen harus diganti massa proton.
D. Energi Ikat
Energi ikat inti adalah energi yang dilepaskan jika penyusun inti
bergabung membentuk inti. Energi dengan jumlah yang sama akan diperlukan
untuk memecah inti atom menjadi elemen penyusun, karena itu energi yang
ekivalen dengan mass defect digunakan sebagai ukuran dan energi ikat inti.
Apabila mh, mn dan M dinyatakan dalam satuan massa atom (amu), maka energi
ikat inti dinyatakan dalam satuan MeV, dengan persamaan berikut: Suatu atom
yang massanya M(A,Z) dengan Z adalah jumlah proton dan N adalah jumlah
neutron dalam keadaan bebas memiliki energi diam (rest energy) sebesar,
RE = Z.mp.c2 + N.mn.c2 + Z.me.c2
Energi ikat nucleon A = Z + N dalam inti tersebut adalah
B(A,Z) = Z.mH.C2 + N.MN.C2 – M (A,Z).C2
Energi ikat rata – rata per nucleon adalah
𝐵(𝐴, 𝑍) =
𝐵(𝐴,𝑍)
𝐴
Mass defect untuk isotop 160 adalah 0,13709 sma, dengan demikian energi
ikatnya adalah
931,4 x 0,13709 MeV = 127,68 MeV
Karena ada 16 nukleon di dalam inti 16O, maka energi ikat rata-rata dan
16O adalah 127,68/16 atau 7,06 MeV/nukleon. Untuk inti-inti ringan energi ikat
per nukleon relatif kecil, sekitar 7,4 sampai dengan 8,7 MeV/nukleon dan akan
bertambah (naik) dengan bertambahnya nomor massa, akan mencapai nilai

4. maksimum mendekati 8,8 MeV (nukleon dalam rentang nomor massa 40 sampai
dengan 120. Untuk nomor massa yang lebih besar, energi ikat per nukleon akan
berkurang sampai dengan 7,6 MeV/nukleon (untuk uranium).
E. Radius (Ukuran dan Bentuk)
Semua eksperimen yang dilakukan untuk menentukan radius inti menunjukkan
bahwa perkiraan secara kasar untuk radius inti adalah
𝑅 = 𝑟𝜃.𝐴1/3
dimana,
r𝜃 : konstanta yang tidak tergantung pada A (sekitar 1,1 sampai dengan
1,6 fm)
A : nomor massa
Dengan demikian volume inti sebanding dengan massa inti, sehingga semua inti
memiliki densitas yang hampir sama.
Bentuk inti atom tidak selalu bulat (sferis) tetapi dapat berbentuk oblate
(IA=IB < IC) atau prolate (IA<IB = IC) seperti bola rugby. Inti yang memiliki jumlah
proton genap dan neutron juga genap selalu berbentuk bulat (sferis). Inti dengan
nomor massa (A) ganjil dapat berbentuk oblate atau prolate.
F. Tingkat Energi Inti
Seperti elektron atom, inti atom juga berada di beberapa tingkat energi, dengan
perbedaan celah energi antara tingkat-tingkat inti lebih besar dibandingkan
tingkat-tingkat elektronik. Pada umumnya, energi pemisahan dan tingkat-tingkat
inti berorde juta eV. Jika (E2-E1) sebesar 1 MeV atau 106 eV, maka panjang
gelombang radiasi dari transisi tersebut adalah 1,2 x 1012 cm. Panjang gelombang
tersebut berhubungan dengan panjang gelombang sinar X sangat pendek atau
sinar gamma panjang. Dengan demikian sinar gamma dipancarkan karena transisi
inti dan tingkat energi lebih tinggi ke tingkat lebih rendah.
Ciri penting dan tingkat eksitasi adalah energi yang dipancarkan tidak
benar-benar tajam, spektrum energinya berupa pita bukan garis. Hal ini untuk

5. memenuhi prinsip ketidakpastian Heisenberg, yaitu ketidakpastian pengukuran
waktu berhubungan dengan ketidakpastian pengukuran energi.
Jika keadaan inti tersebut tidak stabil dengan waktu hidup rata-rata 𝜏 maka
energinya tidak memiliki nilai tertentu, hanya tingkat dasar yang memiliki 𝜏 =
akan berenergi mutlak tepat. Ketidakpastian energi ini diukur dengan level width
Γ dan hubungannya dengan 𝜏 adalah
Γ. 𝜏 =
ℎ
2𝜋
= 6,6. 10−16
𝑒𝑉. 𝑠
Γ didefinisikan sebagai berikut, jika E adalah energi di pusat pita (yaitu energi
dengan probabilitas paling besar), maka energi sebesar E ± 1/2 Γ akan terjadi 1/2
kali energi E.
G. Spin Inti dan Paritas
Neutron dan proton yang menjadi penyusun inti bukan merupakan partikel
stasioner. Seperti bumi kita, partikel-partikel tersebut juga memiliki spin
(intrinsik) dan gerakan orbital. Spin (intrinsik) dan momentum angular orbital
neutron dan proton secara individu di dalam inti bergabung memberikan resultan
momentum angular yang disebut sebagai spin inti, biasanya dilambangkan dengan
I.
Spin inti dengan nomor massa ganjil adalah :
I = ½, 3/2, 5/2, 7/2, dll.
Spin inti dengan nomor massa genap adalah :
I = 0, 1, 2, 3, 4, dll.
Spin inti dengan nomor massa genap yang berada di tingkat dasarnya
adalah 0 atau 1. Apabila semua koordinat yang menggambarkan partikel dalam
sistem diubah (termasuk 3 koordinat ruang dan spin) menjadi koordinat yang
menggambarkan partikel yang identik lainnya di dalam sistem, maka besarnya
(magnitude) fungsi gelombang yang mewakili sistem haruslah bernilai tetap,
tetapi fungsi gelombang kemungkinan berubah tanda atau tetap (tanda tidak
berubah). Jika fungsi gelombang berubah tanda pada saat seluruh koordinat ruang

6. dibalik (berlawanan), maka inti disebut memiliki paritas ganjil. Sebaliknya, jika
tanda tidak berubah maka inti dikatakan memiliki paritas genap.
Momen magnetik elektron disebut satu magneton Bohr. Momen magnetik
proton dapat juga ditentukan dengan persamaan di atas tetapi massa elektron
diganti dengan massa proton. Karena proton memiliki dimensi 1836 lebih berat
daripada elektron, maka momen magnetiknya 1836 kali lebih kecil danipada
elektron. Momen magnetik proton disebut satu magneton inti. Momen magnetik
inti berorde satu atau beberapa magneton inti. Sifat-sifat magnetik elektron
digunakan sebagai dasar kerja “Electron Spin Resonance” (ESR) dan sifat-sifat
magnetik inti digunakan sebagai dasar kerja spektrometer “Nuclear Magnetic
Resonance” (NMR).