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.