View
129
Download
3
Category
Preview:
DESCRIPTION
membahas sifat inti yang tidak bergantung waktu dan juga tentang spektrometer massa
Citation preview
Sifat-Sifat Inti ■ Sifat Inti yang tak bergantung/gayut pada waktu
(time independent). ■ Massa
■ Jejari
■ Muatan
■ Momentum Sudut
■ Momen magnetik
■ Momen listrik
■ Sifat Inti yang bergantung/gayut pada waktu (time dependent) ■ Peluruhan Radioaktif
■ Reaksi Inti
1. Muatan Inti
Model atom Rutherford dapat menjelaskan spektra
sinar-X unsur-unsur yang diukur oleh Moseley
(1913). Dari data Moseley diketahui bahwa muatan
inti adalah Z.e, dengan Z = nomor atom, dan
e = + 1,602 x 10-19 Coulomb.
Contoh:
Menentukan muatan inti atom 𝐻𝑒24
Z=2
Jadi muatan inti = Ze
= 2* 1,6 x10−19 𝐶
= 3,2 x10−19 𝐶
2. Massa Inti
Menurut hipotesa Dalton (1803) atom-
atom suatu unsur identik. Prout (1815)
menyatakan bahwa semua unsur tersusun
atas hidrogen, dan massanya dapat
dinyatakan sebagai :
𝑀~𝐶𝑀𝐻
𝑀𝐻= Massa Hidrogen
C = Bilangan bulat
Ternyata Inti Atom belakangan diketahui
terdiri atas proton dan neutron, sehingga
massa inti dinyatakan sebagai :
𝑀 = 𝑍 𝑀𝐻 + 𝑁 (𝑀𝑁)
𝑀 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑖𝑛𝑡𝑖 𝑍 = 𝑛𝑜𝑚𝑜𝑟 𝑎𝑡𝑜𝑚
𝑀𝐻 = massa hidrogen
𝑁 = 𝑛𝑒𝑢𝑡𝑟𝑜𝑛 𝑀𝑁 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑛𝑒𝑢𝑡𝑟𝑜𝑛
Massa atomik mengacu pada massa atom netral.
Bukan pada inti, jadi massa elektron orbital dan
masaa ekivalen energi ikatnya termasuk dalam
besaran massa atom. Hubungan massa inti atom
dan massa atom adalah
M(atom) = M (inti atom) + M (elektron) + energi
ikat elektron total
Contoh :
Menentukan massa inti atom 𝐻𝑒24
Z= 2 N= 2 𝑀𝐻=1,66 x10−27 𝑘𝑔 𝑀𝐻=1,6749 x10−27 𝑘𝑔
𝑀 = 𝑍 𝑀𝐻 + 𝑁 (𝑀𝑁)
𝑀 = 2(1,66 x10−27 𝑘𝑔) + 2(1,6749 x10−27 𝑘𝑔)
M = 6,6698 10−27 𝑘𝑔
3. Ukuran 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 = 𝑟0 𝐴1
3
a. 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
b. Cara Elektromagnetik
Jari-jari yang diukur adalah jari-jari muatan inti.
Percobaan yang termasuk ketegori ini:
o hamburan elektron dengan hasil 𝑟0 =1,26 𝐹
o Mesonik atom dengan hasil 𝑟0 = 1,2 𝐹
o Inti cermin (1H3 3He3 ) dengan hasil
𝑟0 = (1,28 ± 0,05) 𝐹
o Hamburan proton dengan hasil 𝑟0 =(1,25 ± 0,05) 𝐹
o Pergeseran isotropik dengan hasil 𝑟0 =1,20 𝐹
4. Momentum Sudut Inti
Momentum sudut suatu unti atom dapat
ditunjukkan dari hyperfine-structure
splitting garis-garis spektrum suatu atom
Pauli menerangkan hyperfine-structure
splitting ini dengan anggapan bahwa inti
mempunyai momentum sudut, sehingga
terjadi gandengan antara momentum
sudut inti dengan momentum sudut total
dari elektron
Sebagaimana yang telah kita ketahui, inti terdiri dari A
nukleon, yang masing-masing mempunyai momentum
sudut orbital dan spin. :
5. Momen Magnetik Inti
Di dalam inti atom nukleon-nukleon
mengalami gerak orbital, baik proton
maupun neutron mempunyai momen
magnetik.
Vektor momen magnetik inti adalah
μ = g1 l μN
Panjang vektor
𝜇1 = 𝑔1 𝑙 (𝑙 + 1)𝜇𝑁
6. Momen Listrik
Momen listrik Inti pertama kali dijelaskan
oleh Schuler dan Schmidt (1935), pada
hyperfine struktur Eu-151 dan Eu-153.
Adanya momen kuadrupol inti berarti
menunjukkan distribusi inti tidak simetris
bola.
Konsep multipol listrik dapat dijelaskan
berdasarkan teori potensial listrik
Kesetaraan Massa dan Energi
Kesetaraan massa dinyatakan dalam Mev
jika massa dinyatakan dalam u
1 ev = 1,6 x 10-19 coulomb x 1 volt =
1,6 x 10-19
Kesetaraan enerrgi dinyatakan dalam
joules
Jika diubah menjadi energi E=mc 2 = 9
x 1016 joule
Kerapatan nuklir
Metoda nuklir dan EM digunakan untuk menghitung jari jari inti , dan untuk mengetahui kerapatan harus diketahui lebih dulu massa dan vol inti R sebanding dengan nomor massa pangkat 1/3
R=r0 A1/3
r0 bervariasi dari 1,2 x10-13 sampai 1,48 x 10-13 cm sedangkan untuk keperluan perhitungan
R 0 = 1,35 x 10 -13 cm
Kerapatan inti besarnya
𝜌 =𝑀
𝑉=
𝑀
43
𝜋𝑅3=
𝑀
43
𝜋𝑟03𝐴
Spektrometri massa
Spektrometri massa adalah alat yang
digunakan untuk menentukan massa atom
atau molekul, yang ditemukan oleh Franci
William Aston pada tahun 1919. Prinsip
kerja alat ini adalah pembelokan partikel
bermuatan dalam medan magnet
Bentuk sampel : berbentuk gas
Bentuk dan Komponen Alat
Mekanisme alat spektrometer
massa Atom dapat dibelokkan dalam sebuah medan
magnet (dengan anggapan atom tersebut diubah
menjadi ion terlebih dahulu). Karena partikel-
partikel bermuatan listrik dibelokkan dalam
medan magnet dan partikel-partikel yang tidak
bermuatan (netral) tidak dibelokkan.
Prinsip kerja
Apabila ada sebuah benda sedang
bergerak lurus dan diberikan gaya luar ke
arah samping maka benda itu tidak akan
bergerak lurus, melainkan ia akan
bergerak membelok ke arah samping
karena adanya gaya luar tersebut.
Prinsip dasar
Misalnya bola meriam sedang melewati kita, kita ingin
membelokkan arah meriam tersebut sedangkan kita hanya
punya penyemprot air dan pompa jet, maka tidak akan
berpengaruh besar pada arah pembelokan
berbeda dengan bola tenis , karena massa bola ringan,
dalam situasi dan kondisi yang sama, bola akan berbelok
karena massanya ringan
.
Pertanyaannya ??
Berapa besar penyimpangan yang akan terjadi?
Gaya luar yang diberikan serta massa benda sangat berpengaruh
bila kecepatan bola dan besarnya gaya luar itu diketahui kita bisa menghitung massa bola tersebut jika sudah diketahui bagaimana pola pembelokan yang terjadi pada bola tersebut.
Semakin kecil pembelokan yang terjadi, berarti semakin berat massa bola tersebut.(Perhitungan yang sebenarnya tidaklah terlalu sulit) Prinsip diatas tersebut dapat juga diterapkan pada benda atau partikel seukuran atom.
Urutannya adalah sebagai berikut: Tahap pertama : Ionisasi
Atom di-ionisasi dengan mengambilfsatu atau lebih elektron
dari atom tersebut supaya terbentuk ion positif. Ini juga
berlaku untuk unsur-unsur yang biasanya membentuk ion-ion
negatif (sebagai contoh, klor) atau unsur-unsur yang tidak
pernah membentuk ion (sebagai contoh, argon). spektrometer
massa ini selalu bekerja hanya dengan ion positif.
Tahap kedua : Percepatan
Ion-ion tersebut dipercepat supaya semuanya
mempunyai energi kinetik yang sama.
Tahap ketiga : Pembelokan
Ion-ion tersebut dibelokkan dengan
menggunakan medan magnet, pembelokan
yang terjadi tergantung pada massa ion
tersebut. Semakin ringan massanya, akan
semakin dibelokan. Besarnya pembelokannya
juga tergantung pada besar muatan positif ion
tersebut. Dengan kata lain, semakin banyak
elektron yang ediambilf pada tahap 1, semakin
besar muatan ion tersebut, pembelokan yang
terjadi akan semakin besar.
Tahap keempat : Pendeteksian
Sinar-sinar ion yang melintas dalam mesin
tersebut dideteksi dengan secara elektrik.
Recommended