Hai, Teman KOCO! Tentu kamu sudah tidak asing dong dengan istilah “atom” dalam fisika? Yap, atom adalah bagian terkecil dari suatu materi. Nah, pada kesempatan kali ini Minco akan ajak kamu untuk mempelajari inti dari atom tersebut atau yang biasa disebut nukleon. Mau tahu lebih lengkap tentang inti atom ini beserta dengan struktur dan reaksinya? Yuk, langsung aja simak penjelasan di bawah ini!

Pengertian Inti Atom

Seperti yang sudah Minco jelaskan di awal, atom adalah bagian terkecil dari suatu materi yang masih mempunyai karakteristik dasar materi tersebut. Atom terdiri dari partikel-partikel subatom, yaitu elektron (e), proton (p), dan neutron (n). Nah, dalam atom terdapat bagian terkecil yang disebut dengan inti atom (nukleous). Ukuran inti atom tentu saja jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri serta tersusun oleh proton dan neutron (dikelilingi oleh awan elektron).

Perlu kamu ketahui, jumlah proton dan neutron dalam inti atom dinyatakan dalam notasi A, sedangkan proton dinyatakan sebagai nomor atom Z. Sehingga, sebuah inti atom dapat dituliskan dalam bentuk:

Keterangan:

• X = Nama unsur
• A = Nomor massa (p + n)
• Z = Nomor atom (p)
• A – Z = Jumlah neutron

Berikut tabel massa dan muatan masing-masing partikel:

Penyusun Inti Atom

Agar kamu semakin paham, berikut adalah penjelasan singkat mengenai penyusun inti atom, yaitu:

Proton

Penyusun inti atom yang bermuatan positif (+) ini ditemukan oleh Eugen Goldstein, seorang ahli fisika asal Jerman pada tahun 1886 dalam percobaan tabung sinar terusan. Dimana, pada percobaan tersebut Goldstein melubangi dan memberikan muatan listrik pada tabung gas yang mempunyai katoda. Hasilnya menunjukkan bahwa elektron yang menuju anoda membentuk sinar positif yang menuju arah berlawanan, melewati lubang ke katoda.

Setelah berbagai gas dicoba dalam tabung ini, ternyata gas hidrogen yang mampu menghasilkan sinar muatan positif yang paling kecil, baik massa maupun muatannya. Sehingga, partikel itulah yang disebut dengan proton. Dengan begitu, massa proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton = +1.

Neutron

Penyusun inti atom yang selanjutnya yaitu neutron (n). Sebagai partikel subatomik yang netral atau tidak bermuatan, sinar neutron dalam medan listrik maupun medan magnet tidak dibelokkan ke kutub negatif dan positif. Oh ya, neutron ini ditemukan oleh James Chadwick melalui percobaan penembakan sinar alpha pada Berilium (Be). Salah satu karakteristik dari neutron ini adalah mempunyai massa yang hampir sama dengan massa atomnya, yaitu 1,675 x 10^-24 atau 1,0078 sma.

Defek Massa

Tahu nggak sih, massa total dari sebuah inti atom jumlahnya selalu kurang dari jumlah massa proton dan neutron penyusun inti atom tersebut, lho. Nah, perbedaan massa ini disebut dengan defek massa (△m) yang merupakan nilai dari energi ikat inti. Adanya defek massa ini tujuannya adalah agar inti atom tidak menyebar atau tetap pada bentuk dan posisinya.

Untuk mencari nilai defek massa, kamu bisa menggunakan rumus berikut:

△m = (Z.m_p + (A – Z)m_n) – m_inti

Keterangan:

• △m = Defek massa (sma)
• m_p = Massa proton (1,0078 sma)
• m_n = Massa neutron (1,0078 sma)
• Z = Nomor atom = jumlah proton

Energi Ikat

Sesuai namanya, energi ikat merupakan energi yang mengikat proton dan neutron dalam inti atom. Energi ini berasal dari massa yang hilang ketika inti atom terbentuk. Untuk mencari nilai energi ikat suatu inti atom, kamu perlu menggunakan rumus perhitungan berikut ini:

E = △m.c²

E = △m . 931 MeV

Sedangkan, energi ikat rata-rata per nukelonnya adalah:

Keterangan:

• E = Energi ikat inti
• △m = Defek massa
• MeV = Mega elektron volt
• A = Jumlah neuklon
• E_n = Energi ikat rata-rata

Reaksi Inti Atom

Energi reaksi inti diperoleh dari penyusutan massa inti. Penyusutan ini berupa perbedaan jumlah massa inti atom sebelum reaksi dengan jumlah massa inti atom setelah reaksi. Misalnya, suatu reaksi inti dinyatakan menurut persamaan:

A +B → C + D + E

Besarnya energi yang muncul bisa dicari melalui rumus:

E = ((m_A + m_B) – (m_C + m_D)) x 931 MeV

Reaksi inti sendiri dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

Reaksi Fisi

Jenis reaksi inti yang pertama yaitu reaksi fisi atau reaksi pembelahan inti atom berat menjadi dua inti atom lain yang lebih ringan disertai timbulnya energi atom yang sangat besar. Contohnya seperti inti atom uranium yang ditembak dengan neutron, maka reaksinya dapat ditulis:

Reaksi Fusi

Selanjutnya jenis reaksi berikutnya yaitu reaksi fusi atau reaksi penggabungan dua inti atom ringan menjadi inti atom lain yang lebih berat. Selain itu, reaksi fusi ini melepaskan energi. Contoh reaksinya adalah penggabungan triton dengan triton menghasilkan inti He, dimana reaksinya yaitu:

Secara umum, perbedaan suatu reaksi inti dengan reaksi kimia biasa adalah:

Reaksi Kimia	Reaksi Inti
Atom diubah susunannya melalui pemutusan atau pembentukan ikatan kimia.	Unsur (isotop dari unsur yang sama) dikonversi dari unsur satu ke unsur lainnya.
Hanya elektron dalam orbital atom atau molekul yang terlibat dalam pembentukan dan pemutusan ikatan.	Proton, neutron, elektron, dan partikel dasar lainnya bisa saja terlibat.
Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang relatif kecil.	Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang sangat besar.
Laju reaksi dipengaruhi oleh suhu, konsentrasi, dan katalis.	Laju reaksi biasanya tidak dipengaruhi oleh suhu, tekanan, dan katalis.

Radioaktivitas

Selain reaksi inti, kamu juga perlu memahami tentang radioaktivitas yang merupakan peristiwa terurainya beberapa inti atom tertentu secara spontan. Radioaktivitas diikuti dengan pancaran partikel alfa (inti helium), beta (elektron), dan radiasi gamma. Jumlah nukleon atau atom suatu unsur yang menyeluruh akan berkurang dan memenuhi persamaan:

Keterangan:

• N = Jumlah nukleon/atom yang tersisa pada saat tertentu
• No = Jumlah nukleon/atom sebelum meluruh
• λ = Konstanta peluruhan
• T = Waktu paruh (waktu yang diperlukan untuk meluruh sampai unsurnya tinggal setengah kali semula)
• t = Lama peluruhan

Contoh Soal

1. Massa atom ₈O¹⁶ adalah 15,995 sma, massa hidrogen 1,008 sma, dan massa neutron adalah 1,0089sma. Hitung defek massa partikel tersebut membentuk atom hidrogen!

Jawaban:

∆m = [(8, 1.008 + (16 – 8) 1.009) – 15.995]

∆m = [(8.064 + 8.072) – 15.995]

∆m = [16.136 – 15.995]

∆m = 0.141 sma

Jadi nilai defek massa partikel tersebut adalah 0.141 sma.

2. Diketahui sebuah massa inti atom 

adalah 9,0121 MeV, massa proton 1,0078 sma, massa neutron 1,0087 sma. Maka, berapakah energi ikat dari atom tersebut jika diketahui 1 sma = 931 MeV?

Jawaban:

• Z (Nomor atom) = 4
• A (Nomor massa) = 9
• N (Nomor neutron) = A – Z = 9 – 4 = 5
• Massa inti = 9,0121 sma
• Massa neutron = 1,0087 sma
• Massa proton = 1,0078 sma

Δm = (A – Z).m_N + Z.m_p – m_I 

Δm = (5).1,0087 + (4).1,0078 – 9,0121

Δm = (5,0435 + 4,0312) – 9.0121

Δm = 0,0626 sma

E = Δm x 931 MeV

E = 0,0626 x 931 MeV

E = 58,28 MeV.

3. Dalam deret keradioaktifan uranium, tuliskan reaksi keseluruhan yang menggambarkan jumlah sinar alfa dan beta hingga terbentuk unsur yang stabil!

Jawaban:

Deret uranium:

Sehingga, secara keseluruhan dapat ditulis:

Bagaimana, Teman KOCO? Sudah mulai paham kan dengan materi kali ini?

Kalau kamu ada pertanyaan, langsung tulis di kolom komentar, ya.

Kamu juga bisa mendownload rangkuman materi gratis atau bertanya langsung dengan guru menggunakan KOCO Star.   

Yuk, dapatkan semua aksesnya dengan klik banner di bawah ini!