Mkalah Model Inti

(1)

TUGAS

KIMIA INTI DAN RADIOKIMIA

‘’

‘’MODEL INTI ATOMMODEL INTI ATOM’’’’

Di susun Oleh:

Nur Wahida

1513140013

Kimia Sains

JURUSAN KIMIA JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM ALAM

UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR

2017 2017

(2)

MODEL INTI ATOM MODEL INTI ATOM

Penemuan-penemuan partikel dasar quark mengubah pandangan mengenai Penemuan-penemuan partikel dasar quark mengubah pandangan mengenai inti atom yang hanya terdiri dari partikel dasar proton dan neutron sehingga inti atom yang hanya terdiri dari partikel dasar proton dan neutron sehingga menghantarkan pada penggambaran struktur atom yang sangat kompleks dan menghantarkan pada penggambaran struktur atom yang sangat kompleks dan sangat jauh dari

sangat jauh dari konseptualisasi Daltonian. konseptualisasi Daltonian. Manfaat yang dManfaat yang diperoleh dari modeliperoleh dari model quark adalah dapat menggambarkan bahwa struktur inti atom begitu rumit dan quark adalah dapat menggambarkan bahwa struktur inti atom begitu rumit dan dinamis dimana

dinamis dimana proton dan nproton dan neutron tidak begitu eutron tidak begitu saja bertumpuk dalam inti saja bertumpuk dalam inti atom -atom -seperti jeruk dalam peti. Oleh karena itu model atom Murray - Zweig menjadi seperti jeruk dalam peti. Oleh karena itu model atom Murray - Zweig menjadi paradigma

paradigma baru baru dalam dalam menerangkan menerangkan struktur struktur atom, atom, terutama terutama dalam dalam kaitannyakaitannya dengan susunan inti atom. Namun bukan berarti paradigma sebelumnya tidak dengan susunan inti atom. Namun bukan berarti paradigma sebelumnya tidak berlaku, karena

berlaku, karena untuk menerangkan untuk menerangkan bagaimana kedudukan elbagaimana kedudukan elektron serta ektron serta gerakangerakan elektron sampai saat ini masih digunakan paradigma teori atom mekanika elektron sampai saat ini masih digunakan paradigma teori atom mekanika gelombang

gelombang (Avoy (Avoy dan dan Zarate, 19Zarate, 1996).96).

Identifikasi dan karakterisasi sinar katoda dan sinar terusan oleh Joseph Identifikasi dan karakterisasi sinar katoda dan sinar terusan oleh Joseph John Thomson mengemukakan bahwa elektron dan proton merupakan partikel John Thomson mengemukakan bahwa elektron dan proton merupakan partikel dasar pembangun atom. Dari hal tersebut, muncullah hipotesis proton-elektron dasar pembangun atom. Dari hal tersebut, muncullah hipotesis proton-elektron yang mengemukakan bahwa inti atom tersusun dari proton dan elektron. Menurut yang mengemukakan bahwa inti atom tersusun dari proton dan elektron. Menurut hipotesisi ini, inti helium misalnya, dianggap terdiri atas empat proton dan dua hipotesisi ini, inti helium misalnya, dianggap terdiri atas empat proton dan dua elektron. Alasan yang mendukung hipotesis ini adalah pada peluruhan inti elektron. Alasan yang mendukung hipotesis ini adalah pada peluruhan inti tadioaktif dapat dipancarkan α(yang telah diketahui dengan inti helium) dan tadioaktif dapat dipancarkan α(yang telah diketahui dengan inti helium) dan partikel

partikel β β yang identik yang identik dengan dengan elektron. Jelektron. Jadi, adi, seharusnya inti seharusnya inti tersusunatas tersusunatas protonproton dan elektron. Keberatan terhadap hipotesis ini antara lain: berdasarkan dualisme dan elektron. Keberatan terhadap hipotesis ini antara lain: berdasarkan dualisme gelombang dari materi dari de Broglie, jika dalam inti terdapat elektron bebas, gelombang dari materi dari de Broglie, jika dalam inti terdapat elektron bebas, elektron tidak leboh besar dari ukuran inti 10

elektron tidak leboh besar dari ukuran inti 10-15-15m. Energi kinetik elektron yangm. Energi kinetik elektron yang bersesuaian dengan panjang gelombang tersebut

bersesuaian dengan panjang gelombang tersebut aladh 100 MeV, sangat aladh 100 MeV, sangat jauh jauhjauh jauh lebih besar dibandingkan dengan

lebih besar dibandingkan dengan energi maksimum partikel β yang dipancarkanenergi maksimum partikel β yang dipancarkan inti (Bunjali, 2002: 36).

inti (Bunjali, 2002: 36).

Pada tahun 1911 Rutherford menemukan teori inti untuk menjelaskan Pada tahun 1911 Rutherford menemukan teori inti untuk menjelaskan struktur atom berdasarkan hasil percobaan tentang penghamburan sinar alfa. struktur atom berdasarkan hasil percobaan tentang penghamburan sinar alfa. Hingga tahun 1920 Rutherford dapat menjelaskan bahwa muatan inti adalah Ze Hingga tahun 1920 Rutherford dapat menjelaskan bahwa muatan inti adalah Ze dengan Z adalah nomor atom unsur dan e adalah muatan elektron. dengan Z adalah nomor atom unsur dan e adalah muatan elektron.

(3)

Partikel- partikel

partikel dalam dalam inti inti yang yang bermuatan bermuatan positif positif diberi diberi nama nama proton. proton. Pada Pada waktu waktu ituitu Harkins, Ome Manson dan Rutherford secara terpisah tetapi dalam waktu yang Harkins, Ome Manson dan Rutherford secara terpisah tetapi dalam waktu yang sama mengemukakan suatu anggapan bahwa di dalam inti mungkin terdapat sama mengemukakan suatu anggapan bahwa di dalam inti mungkin terdapat partikel

partikel tak tak bermuatan bermuatan yang yang bermassa bermassa satu satu satuan satuan massa massa atom. atom. Partikel Partikel iniini dianggap sebagai hasil penetralan proton oleh elektron. Dengan penemuan dianggap sebagai hasil penetralan proton oleh elektron. Dengan penemuan neutron maka dapat disimpulkan bahwa neutron merupakan massa pengikat neutron maka dapat disimpulkan bahwa neutron merupakan massa pengikat proton

proton dalam dalam inti inti sehingga sehingga menghasilkan menghasilkan gaya gaya tarik tarik menarik menarik yang yang mengimbangimengimbangi gaya tolak coulomb antar proton yang bermuatan positif. Oleh karena itu inti gaya tolak coulomb antar proton yang bermuatan positif. Oleh karena itu inti terdiri dari neutron dan proton. Jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah terdiri dari neutron dan proton. Jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah nomor atom (Z). Jumlah neutron dalam inti sama dengan bilangan neutron (N). nomor atom (Z). Jumlah neutron dalam inti sama dengan bilangan neutron (N). Partikel-partikel penyusun inti yaitu proton dan neutron disebut Partikel-partikel penyusun inti yaitu proton dan neutron disebut nukleon (Achmad, 2001: 185).

nukleon (Achmad, 2001: 185).

Inti menempati bagian yang sangat kecil dari volume suatu atom, tetapi ia Inti menempati bagian yang sangat kecil dari volume suatu atom, tetapi ia mengandung sebagian besar massa dari atom karena baik proton maupun neutron mengandung sebagian besar massa dari atom karena baik proton maupun neutron berada

berada di di dalamnya. dalamnya. Untuk Untuk mengkaji mengkaji stabilitas stabilitas suatu suatu atom atom kita kita perlu perlu mengkajimengkaji kerapatannya. Kerapatan yang sangat tinggi dari inti segera membuat kita ingin kerapatannya. Kerapatan yang sangat tinggi dari inti segera membuat kita ingin tahu apa yang mengikat partikel-partikel rapat tersebut. Dari interaksi elektrostatik tahu apa yang mengikat partikel-partikel rapat tersebut. Dari interaksi elektrostatik kita mengetahui bahwa muatan sejenis saling tolak dan muatan tak sejenis saling kita mengetahui bahwa muatan sejenis saling tolak dan muatan tak sejenis saling tarik. Selain tolakan ada juga tarik menarik jarak pendek anatara proton dan tarik. Selain tolakan ada juga tarik menarik jarak pendek anatara proton dan proton, proton

proton, proton dan neutrdan neutron, neutron on, neutron dan dan neutron. Stabilitneutron. Stabilitias ias semua isemua ini ni ditentukanditentukan oleh selisih antara tolakan elektrostatikdan tarikanjarak pendek. Jika tolakan oleh selisih antara tolakan elektrostatikdan tarikanjarak pendek. Jika tolakan melampaui tarikan,inti terdisintegrasi (meluruh), memancarkan partikelatau melampaui tarikan,inti terdisintegrasi (meluruh), memancarkan partikelatau radiasi. Jika tarikan melampaui tolakan, inti menjadi radiasi. Jika tarikan melampaui tolakan, inti menjadi stabil

stabil (Chang, (Chang, 2005: 2005: 259-260).259-260).

Menurut Bunjali (2005: 42), bahwa komposisi nukleon mempengaruhi Menurut Bunjali (2005: 42), bahwa komposisi nukleon mempengaruhi kestabilan inti. Fakta menunjukkan bahwa faktor penting yang mementukan kestabilan inti. Fakta menunjukkan bahwa faktor penting yang mementukan kestabilan inti adalah :

kestabilan inti adalah : a.

a. Angka banding jumlah neutron terhadap jumlah proton (N/Z) yangAngka banding jumlah neutron terhadap jumlah proton (N/Z) yang terkandung dalam inti, inti yang paling stabil dang nomor 20, memiliki terkandung dalam inti, inti yang paling stabil dang nomor 20, memiliki nilai

nilai 



(4)

b.

b. Pasangan enukleon ditunjukkan oleh hukum genap-ganjil. Kestabilan yangPasangan enukleon ditunjukkan oleh hukum genap-ganjil. Kestabilan yang lebih tinggi dicapai bila komposisi nukleon dalam inti, baik proton lebih tinggi dicapai bila komposisi nukleon dalam inti, baik proton maupun neutron berupa bilangan genap.

maupun neutron berupa bilangan genap. c.

c. Energi pengikat inti per nukleon. Inti paling stabil bila memiliki energiEnergi pengikat inti per nukleon. Inti paling stabil bila memiliki energi pengikat inti per nukleon paling b

pengikat inti per nukleon paling besar.esar.

Satu ukuran kuantitatif dari stabilitas inti ialah

energy ikat inti (nuclear

binding energy)

, , yaituyaitu energi energi yang yang diperlukan diperlukan untuk untuk memecah memecah inti meinti menjadinjadi komponen-komponennya, proton dan neutron

komponen-komponennya, proton dan neutron .Kuantitas ini menyatakan konversi.Kuantitas ini menyatakan konversi massa menjadi energi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi inti eksotermik massa menjadi energi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi inti eksotermik yang menghasilkan pembentukan inti. Konsep energi ikat inti berkembang dari yang menghasilkan pembentukan inti. Konsep energi ikat inti berkembang dari kajian sifat-sifat inti yang menunjukkan bahwa massa inti selalu lebih rendah kajian sifat-sifat inti yang menunjukkan bahwa massa inti selalu lebih rendah dibandingkan jumlah massa

dibandingkan jumlah massa

nukleon,

yaitu istilah umum untuk proton danyaitu istilah umum untuk proton dan neutron dalam inti. Selisih antara massa atom dan jumlah massa dari proton, neutron dalam inti. Selisih antara massa atom dan jumlah massa dari proton, neutron, dan elektron dinamakan

neutron, dan elektron dinamakan

ca

caca

cat m

t ma

assa

ssa ((m

ma

ass d

ss de

effe

ect

ct)). F

. F iisi

si iinti (

nti (nuclea

nuclearr

fi

fiss

ssion

ion))

ialah proses di mana suatu inti berat (ialah proses di mana suatu inti berat (nomor massa > 200)membelah dirinomor massa > 200)membelah diri membentuk inti-inti yang lebih kecil dengan massa menengah dan satu atau lebih membentuk inti-inti yang lebih kecil dengan massa menengah dan satu atau lebih neutron.

neutron. Karena inti berat kurang stabil dibandingkan produknya proses ini Karena inti berat kurang stabil dibandingkan produknya proses ini melepaskan banyak energi. Berlawanan dengan proses fisi inti,

melepaskan banyak energi. Berlawanan dengan proses fisi inti,

fusi int

fusi inti (

i (nu

nuccle

lea

arr

fusio

fusion)

n)

, yaitu penggabungan inti kecil menjadi inti yang lebih besar. Apabila dua, yaitu penggabungan inti kecil menjadi inti yang lebih besar. Apabila dua inti ringan bergabung atau berfusi membentuk inti yang lebih besar dan stabil, inti ringan bergabung atau berfusi membentuk inti yang lebih besar dan stabil, maka akan membutuhkan energi yang banyak dalam prosesnya. Fusi inti terjadi maka akan membutuhkan energi yang banyak dalam prosesnya. Fusi inti terjadi terus-menerus di matahari karena matahari terdiri atas hidrogen dan helium. terus-menerus di matahari karena matahari terdiri atas hidrogen dan helium. Dimana matahari memiliki suhu sekitar 15 juta derajat Celsius, karena reaksi fusi Dimana matahari memiliki suhu sekitar 15 juta derajat Celsius, karena reaksi fusi hanya terjadi pada suhu yang sangat tinggi reaksi ini sering dinamakan reaksi hanya terjadi pada suhu yang sangat tinggi reaksi ini sering dinamakan reaksi termonuklir (Chang, 2005: 262-275).

termonuklir (Chang, 2005: 262-275).

Stabilitas inti dalam pembentukan inti, proton dan neutron dipercaya Stabilitas inti dalam pembentukan inti, proton dan neutron dipercaya menghuni sederet kulit inti. Proses ini analog dengan membangun struktur menghuni sederet kulit inti. Proses ini analog dengan membangun struktur elektron suatu atom melalui penambahan berurutan elektron-elektron ke kulit elektron suatu atom melalui penambahan berurutan elektron-elektron ke kulit elektron sama seperti proses Aufbau yang secara berkala menghasilkan elektron sama seperti proses Aufbau yang secara berkala menghasilkan konfigurasi elektron dengan stabilitas luar biasa, demekian juga inti tertentu yang konfigurasi elektron dengan stabilitas luar biasa, demekian juga inti tertentu yang memperoleh stabilitas khusus ketika kulit inti tertutup. Kondisi dengan stabilitas memperoleh stabilitas khusus ketika kulit inti tertutup. Kondisi dengan stabilitas

(5)

khusus suatu inti atom terjadi untuk jumlah proton atau neutron tertentu yang khusus suatu inti atom terjadi untuk jumlah proton atau neutron tertentu yang disebut sebagai

disebut sebagai

bilangan ajaib (magic number)

. Pengamatan lain yang berkaitan. Pengamatan lain yang berkaitan dengan inti ialah bahwa diantara inti-inti stabil, banyaknya proton dan neutron dengan inti ialah bahwa diantara inti-inti stabil, banyaknya proton dan neutron hampir semuanya genap. Ada beberapa inti stabil yang banyaknya proton dan hampir semuanya genap. Ada beberapa inti stabil yang banyaknya proton dan neutronnya ganjil. Neutron diketahui dapat memberikan kekuatan inti untuk neutronnya ganjil. Neutron diketahui dapat memberikan kekuatan inti untuk mengikat proton dan neutron bersama-sama menjadi unit yang stabil. Tanpa mengikat proton dan neutron bersama-sama menjadi unit yang stabil. Tanpa neutron, gaya tolakan elektrostatik antara proton-proton bermuatan positif akan neutron, gaya tolakan elektrostatik antara proton-proton bermuatan positif akan mengakibatkan

mengakibatkan inti terpisah inti terpisah jauh. Ujauh. Untuk untuk unsur nsur dengan dengan nomor nomor atom atom rendahrendah (sampai sekitar Z = 20), banyaknya neutron yang diperlukan untuk inti stabil (sampai sekitar Z = 20), banyaknya neutron yang diperlukan untuk inti stabil adalah sama dengan banyaknya proton, contohnya, He, C, O, Si, dan Ca. untuk adalah sama dengan banyaknya proton, contohnya, He, C, O, Si, dan Ca. untuk nomor atom tinggi, berhubung meningkatnya gaya tolak di antara proton-proton, nomor atom tinggi, berhubung meningkatnya gaya tolak di antara proton-proton, lebih banyak neutron diperlukan dan rasio neutron-proton (N/Z) lebih banyak neutron diperlukan dan rasio neutron-proton (N/Z) meningkat (Petrucci. 2014:257).

meningkat (Petrucci. 2014:257).

Energi ikat inti menjelaskan keberadaan proton-proton dan Energi ikat inti menjelaskan keberadaan proton-proton dan neutron-neutron yang bersama-sama di dalam inti atom, tetapi gaya yang menahan proton neutron yang bersama-sama di dalam inti atom, tetapi gaya yang menahan proton dan neutron agar tetap bersama juga penting. Proton dan neutron terikat kuat satu dan neutron agar tetap bersama juga penting. Proton dan neutron terikat kuat satu sama lain tidak dapat dijelaskan dengan gaya-gaya fisika manapun. Gaya inti kuat sama lain tidak dapat dijelaskan dengan gaya-gaya fisika manapun. Gaya inti kuat dapat bersifat menolak (repulsif) atau menarik (atraktif) bergantung pada jarak dapat bersifat menolak (repulsif) atau menarik (atraktif) bergantung pada jarak antarnukleon-nukleon itu. Wilayah nuklir (inti) merupakan ruang terjadinya antarnukleon-nukleon itu. Wilayah nuklir (inti) merupakan ruang terjadinya kompetisi antara gaya elektrostatik dan gaya inti kuat. Gaya elektrostatik kompetisi antara gaya elektrostatik dan gaya inti kuat. Gaya elektrostatik antarproton cenderung mengganggu struktur inti atom. Namun, gaya inti kuat antarproton cenderung mengganggu struktur inti atom. Namun, gaya inti kuat mempertahankan inti atom itu dalam batas-batas tertentu. Neutron-neutron dalam mempertahankan inti atom itu dalam batas-batas tertentu. Neutron-neutron dalam inti atom menempati ruang diantara proton-proton, dengan demikian inti atom menempati ruang diantara proton-proton, dengan demikian bertambahlah

bertambahlah jarak jarak antarproton-proton antarproton-proton itu. itu. Gaya-gaya Gaya-gaya elektrostatik elektrostatik itu itu menjadimenjadi lemah, ini membantu gaya inti kuat menjadi gaya yang dominan dalam inti lemah, ini membantu gaya inti kuat menjadi gaya yang dominan dalam inti atom (Yaz. 2006: 287-288).

atom (Yaz. 2006: 287-288).

Asumsi yang dibuat pada koreksi pertama, yaitu energi ikat adalah b Asumsi yang dibuat pada koreksi pertama, yaitu energi ikat adalah b11 per per

nukleon, serupa dengan asumsi bahwa seluruh elektron juga dilingkupi oleh nukleon, serupa dengan asumsi bahwa seluruh elektron juga dilingkupi oleh nukleon-nukleon lain. Hal ini tentu saja tidak berlaku untuk nukleon-nukleon di nukleon-nukleon lain. Hal ini tentu saja tidak berlaku untuk nukleon-nukleon di permukaan

permukaan inti, inti, yang yang terikat terikat lemah. lemah. dijumpai dijumpai bahwa bahwa terdapat terdapat kelebihan kelebihan neutronneutron ketimbang proton atau kebalikannya di dalam nukleus, maka energinya, dan juga ketimbang proton atau kebalikannya di dalam nukleus, maka energinya, dan juga

(6)

massa yang bersesuaian dengannya akan mengalami kenaikan menurut prinsip massa yang bersesuaian dengannya akan mengalami kenaikan menurut prinsip pengecualian

pengecualian Pauli. Pauli. Nukleon-nukleon Nukleon-nukleon di di dalam dalam nukleus nukleus juga juga cenderungcenderung “berpasangan” neutron

“berpasangan” neutron-neutron atau proton-proton berkelompok bersama dengan-neutron atau proton-proton berkelompok bersama dengan spin-spin yang berbeda. Akibat efek ini, didapati bahwa pasangan energi hadir spin-spin yang berbeda. Akibat efek ini, didapati bahwa pasangan energi hadir bervariasi

bervariasi sebesar sebesar AA-3/4-3/4 dan bertambah sebesar jumlah nucleon-nukleon tidak dan bertambah sebesar jumlah nucleon-nukleon tidak berpasangan. Jumlah ini ditentukan sebagai b

berpasangan. Jumlah ini ditentukan sebagai berikut:erikut: A

A Z Z Jumlah Jumlah nukleon nukleon tidak tidak berpasanganberpasangan Genap Genap Ganjil Ganjil Genap Genap Genap Genap Ganjil Ganjil 0 0 1 1

2 (1 neutron dan 1 proton) 2 (1 neutron dan 1 proton) Pencantuman bentuk pasangan energi ini selanjutnya memberikan pernyataan Pencantuman bentuk pasangan energi ini selanjutnya memberikan pernyataan akhir, yaitu persamaan untuk massa inti. Dimana

akhir, yaitu persamaan untuk massa inti. Dimana rata-rata energi ikat per nukleonrata-rata energi ikat per nukleon diperoleh dari persamaan, dengan mengambil perbedaan antara massa-energi inti diperoleh dari persamaan, dengan mengambil perbedaan antara massa-energi inti dengan massa-energi nukleon unsur pokoknya, kemudian membaginya dengan dengan massa-energi nukleon unsur pokoknya, kemudian membaginya dengan jumlah nukleon (Gautreau,2006:15

jumlah nukleon (Gautreau,2006:153).3).

Perkembangan model inti pada tahap awal, merupakan sejumlah nukleon Perkembangan model inti pada tahap awal, merupakan sejumlah nukleon tertentu membentuk kulit tertutup dan nukleon dalam satu kulit tidak berinteraksi tertentu membentuk kulit tertutup dan nukleon dalam satu kulit tidak berinteraksi dengan nukleon pada kulit yang lain sebagaimana halnya elektron dalam dengan nukleon pada kulit yang lain sebagaimana halnya elektron dalam kulit-kulit yang berbeda pada bagian luar atom. Model ini disebut sebagai model kulit yang berbeda pada bagian luar atom. Model ini disebut sebagai model partikel bebas atau model kulit yang banyak disempurnakan oleh pemikiran Maria partikel bebas atau model kulit yang banyak disempurnakan oleh pemikiran Maria Goeppert Mayer berdasarkan sifat diskrit nuklir, seperti kestabilan inti, Goeppert Mayer berdasarkan sifat diskrit nuklir, seperti kestabilan inti, kelimpahan isotop, energi pengikat inti, penampang lintang serapan neutron, dan kelimpahan isotop, energi pengikat inti, penampang lintang serapan neutron, dan sebagainya. Kestabilan inti secara ekstra tampak pada nuklida dengan jumlah sebagainya. Kestabilan inti secara ekstra tampak pada nuklida dengan jumlah proton

proton atau atau jumlah jumlah neutron neutron sebanyak sebanyak 2, 2, 8, 8, 20, 20, 28, 28, 50, 50, 82, 82, dan dan 126 126 yang yang disebutdisebut sebagai bilangan ajaib. Selain model inti di atas, Niels Bohr dan Frenkel sebagai bilangan ajaib. Selain model inti di atas, Niels Bohr dan Frenkel mengemukakan model inti yang berlandaskan anggapan bahwa semua nukleon mengemukakan model inti yang berlandaskan anggapan bahwa semua nukleon dalam inti, satu sama lain berinteraksi secara kuat tanpa memperhatikan dalam inti, satu sama lain berinteraksi secara kuat tanpa memperhatikan muatannya. Model ini menyatakan bahwa inti sebagai suatu zat homogeny terdiri muatannya. Model ini menyatakan bahwa inti sebagai suatu zat homogeny terdiri atas nukleon yang berinteraksi dengan kuat di antara tentangganya seperti atas nukleon yang berinteraksi dengan kuat di antara tentangganya seperti molekul-molekul dalam tetes cairan (Bundjali. 2002: 63).

(7)

Hasil penyederhanaan terhadap bentuk dan keadaan inti sesungguhnya Hasil penyederhanaan terhadap bentuk dan keadaan inti sesungguhnya dinamakan model inti. Model inti memberikan gambaran tentang bagaimana dinamakan model inti. Model inti memberikan gambaran tentang bagaimana nukleon tersusun di dalam inti, agar berbagai fenomena inti dapat diungkapkan. nukleon tersusun di dalam inti, agar berbagai fenomena inti dapat diungkapkan. Terdapat dua model yang telah dikembangkan, yaitu model kulit inti dan model Terdapat dua model yang telah dikembangkan, yaitu model kulit inti dan model tetes cairan.

tetes cairan. a.

a. Model Kulit IntiModel Kulit Inti

Asumsi yang digunakan dalam model kulit inti adalah, bahwa nukleon Asumsi yang digunakan dalam model kulit inti adalah, bahwa nukleon tersebar dalam suatu deret tingkat energi diskret sesuai dengan prinsip mekanika tersebar dalam suatu deret tingkat energi diskret sesuai dengan prinsip mekanika kuantum. Cara nukleon tersebar dalam inti berbeda dengan sebaran elektron kuantum. Cara nukleon tersebar dalam inti berbeda dengan sebaran elektron dalam atom. Menurut model ini, gerakan nukleon dalam inti dapat ditinjau sebagai dalam atom. Menurut model ini, gerakan nukleon dalam inti dapat ditinjau sebagai gerakan partikel tunggal. Model ini hanya dapat diterapkan untuk inti pada gerakan partikel tunggal. Model ini hanya dapat diterapkan untuk inti pada keadaan dasar. Model kulit inti juga dapat menjelaskan keperiodikan beberapa keadaan dasar. Model kulit inti juga dapat menjelaskan keperiodikan beberapa sifat inti. Beberapa hasil pengamatan yang mendukung pandangan ini adalah sifat inti. Beberapa hasil pengamatan yang mendukung pandangan ini adalah sebagai berikut.

sebagai berikut. 1.

1. Nuklida dengan energi ikat per nukleon Nuklida dengan energi ikat per nukleon tinggitinggi.. 2.

2. Kecenderungan berpasanga Kecenderungan berpasangann..

(Sunarya. 2011: 333-335). (Sunarya. 2011: 333-335). Di dalam model tetesan cairan, nukleon-nukleon tidak diperlukan secara Di dalam model tetesan cairan, nukleon-nukleon tidak diperlukan secara individu, sebaliknya efek-efek akan diratakan seperti nukleus. Model ini berhasil individu, sebaliknya efek-efek akan diratakan seperti nukleus. Model ini berhasil menjelaskan beberapa sifat inti, seperti rata-rata energi ikat per nukleon. Namun, menjelaskan beberapa sifat inti, seperti rata-rata energi ikat per nukleon. Namun, sifat-sifat inti lainnya, seperti energi-energi keadaan tereksitasi dan moment sifat-sifat inti lainnya, seperti energi-energi keadaan tereksitasi dan moment magnet inti, membutuhkan pemakaian mikroskopik dalam perhitungan perilaku magnet inti, membutuhkan pemakaian mikroskopik dalam perhitungan perilaku nukleon-nukleon secara individu. Pada bilangan-bilangan ajaib yaitu 2, 8, 20, 28, nukleon-nukleon secara individu. Pada bilangan-bilangan ajaib yaitu 2, 8, 20, 28, 50, 82 atau 126 nukleus-nukleus didapati dalam keadaan stabil dan berjumlah 50, 82 atau 126 nukleus-nukleus didapati dalam keadaan stabil dan berjumlah banyak.

banyak. Nukleon-Nukleon-nukleon terakhir yang melengkapi “kulitnukleon terakhir yang melengkapi “kulit--kulit” ini memilikikulit” ini memiliki energi-energi ikat tinggi. Selain itu, energi-energi pada keadaan tereksitasi energi-energi ikat tinggi. Selain itu, energi-energi pada keadaan tereksitasi pertama

pertama ternyata ternyata lebih lebih besar besar dibandingkan dibandingkan dengan dengan energi energi nukleus-nukleusnukleus-nukleus terdekat yang tidak memiliki bilangan-bilangan ajaib. Contoh, perak. Struktur terdekat yang tidak memiliki bilangan-bilangan ajaib. Contoh, perak. Struktur kulit atom didapatkan dari suatu deret pendekatan yang berurutan. Pertama-tama kulit atom didapatkan dari suatu deret pendekatan yang berurutan. Pertama-tama kita asumsikan bahwa tingkat-tingkat energi untuk suatu nukleus bermuatan Ze kita asumsikan bahwa tingkat-tingkat energi untuk suatu nukleus bermuatan Ze telah terisi penuh oleh elektron-elektron Z dan seolah-olah tidak ada interaksi satu telah terisi penuh oleh elektron-elektron Z dan seolah-olah tidak ada interaksi satu

(8)

sama lain, kemudian di buatlah koreksi-koreksi untuk menghitung efek-efek sama lain, kemudian di buatlah koreksi-koreksi untuk menghitung efek-efek interaksi yang terjadi. Namun koreksi-koreksi ini sangat kecil; efek utamanya, interaksi yang terjadi. Namun koreksi-koreksi ini sangat kecil; efek utamanya, yang memghasilkan pendekatan pertama terhadap tingkat-tingkat kulit yang memghasilkan pendekatan pertama terhadap tingkat-tingkat kulit memunculkan suatu keadaan bahwa secara rata-rata elektron bergerak independen memunculkan suatu keadaan bahwa secara rata-rata elektron bergerak independen di dalam medan Coulomb nucleus. Di dalam atom, pembagian spin-orbit adalah di dalam medan Coulomb nucleus. Di dalam atom, pembagian spin-orbit adalah suatu efek kecil yang menghasilkan struktur “halus”. Namun di dalam nukleus, suatu efek kecil yang menghasilkan struktur “halus”. Namun di dalam nukleus, interaksi spin-orbit berlangsung agak kuat sehingga menghasilkan pemisahan interaksi spin-orbit berlangsung agak kuat sehingga menghasilkan pemisahan energi yang dapat diperbandingkan dengan separasi antar tingkat-tingkat energi energi yang dapat diperbandingkan dengan separasi antar tingkat-tingkat energi osilator harmonik. Perbedaan lain antara pembagian 1s di dalam nukleus dengan osilator harmonik. Perbedaan lain antara pembagian 1s di dalam nukleus dengan di dalam atom adalah bahwa di dalam nukleus energi orbit sebesar j = l +1/2 lebih di dalam atom adalah bahwa di dalam nukleus energi orbit sebesar j = l +1/2 lebih rendah dari pada j = l -1/2, yang hanya berlawanan dengan apa yang rendah dari pada j = l -1/2, yang hanya berlawanan dengan apa yang dijumpai di dalam atom-atom. Penutupan kulit-total jumlah nukleon yang dijumpai di dalam atom-atom. Penutupan kulit-total jumlah nukleon yang bergantungpada setiap celah energi

bergantungpada setiap celah energi yang besar, bersesuaian dengan yang besar, bersesuaian dengan bilangan ajaibbilangan ajaib (Gautreau,2006: 154-155).

(Gautreau,2006: 154-155). b.

b. Model Tetes CairanModel Tetes Cairan

Pada tahun 1935, C.v. Weiszacker mengemukakan bahwa sifat-sifat inti Pada tahun 1935, C.v. Weiszacker mengemukakan bahwa sifat-sifat inti yang berkaitan dengan ukuran geometris, massa, dan energi ikatnya mirip dengan yang berkaitan dengan ukuran geometris, massa, dan energi ikatnya mirip dengan yang telah diketahui tentang sebuah tetes cairan (

yang telah diketahui tentang sebuah tetes cairan (liquid drop)liquid drop). Pada tets cairan,. Pada tets cairan, kerapatannya konstan, ukurannya berbanding lurus dengan jumlah partikel atau kerapatannya konstan, ukurannya berbanding lurus dengan jumlah partikel atau molekul dalam tetesan dan kalor uap, atau energi ikatnya berbanding lurus dengan molekul dalam tetesan dan kalor uap, atau energi ikatnya berbanding lurus dengan massa atau jumlah partikel yang membentuk tetesan. Seperti yang akan kita massa atau jumlah partikel yang membentuk tetesan. Seperti yang akan kita perlihatkan

perlihatkan sekarang, sekarang, model model tetes tetes cairan cairan bagi bagi inti inti menghasilkan pmenghasilkan pernyataan ernyataan yangyang dikenal sebagai rumus massa semi-empiris, untuk ketergantungan massa sebuah dikenal sebagai rumus massa semi-empiris, untuk ketergantungan massa sebuah inti pada A dan Z(Wopspakirk. 1995: 180).

inti pada A dan Z(Wopspakirk. 1995: 180).

Proton dan neutron merupakan kategori fermion (taat asas pauli dan tidak Proton dan neutron merupakan kategori fermion (taat asas pauli dan tidak mau berkeadaan sama), jadi masing-masing menempati kulit berbeda dalam mau berkeadaan sama), jadi masing-masing menempati kulit berbeda dalam deretan kulit terpisah. Adanya kelebihan neutron ataupun proton dalam suatu deretan kulit terpisah. Adanya kelebihan neutron ataupun proton dalam suatu isobar dapat meningkatkan massa inti menurut prinsip larangan pauli. Untuk isobar dapat meningkatkan massa inti menurut prinsip larangan pauli. Untuk memperoleh faktor koreksi akibat perbedaan jumlah proton dan neutron ini, memperoleh faktor koreksi akibat perbedaan jumlah proton dan neutron ini, perhatikan gambar berikut :

(9)

Dari gambar diatas, pengurangan Z sebesar v diikuti juga dengan penambahan N Dari gambar diatas, pengurangan Z sebesar v diikuti juga dengan penambahan N sebesar v yang diberikan oleh

sebesar v yang diberikan oleh

v = (N-Z)/2 v = (N-Z)/2

Jika selisih antar tingkat energi nukleon adalah

Jika selisih antar tingkat energi nukleon adalah ΔΔ, maka pengurangan Z, maka pengurangan Z memberikan selisih energi ikat pada isobar sebesar

memberikan selisih energi ikat pada isobar sebesar Δ

ΔEEikatikat = v[ = v[ΔΔ(v/2)] = [(N-Z)/2][ (N-Z)/2] [(v/2)] = [(N-Z)/2][ (N-Z)/2] [ΔΔ/2] =/2] = ΔΔ/8(N-Z)/8(N-Z)22

(Arnikar, 1988: 52). (Arnikar, 1988: 52). Menurut Sunarya (2011: 333-335), bahwa model tetes cairan merupakan Menurut Sunarya (2011: 333-335), bahwa model tetes cairan merupakan model statistik yang dikembangkan oleh Niels Bohr dan Wheeler. Model ini model statistik yang dikembangkan oleh Niels Bohr dan Wheeler. Model ini dikembangkan pada gerakan nukleon per individu, tetapi diasumsikan inti sebagai dikembangkan pada gerakan nukleon per individu, tetapi diasumsikan inti sebagai bagian

bagian homogeni homogeni yang yang tersusun tersusun dari dari proton proton dan dan neutron. neutron. Untuk Untuk memahami memahami intiinti atom, dapat dianalogikan dengan model tetes cairan sebagai berikut:

atom, dapat dianalogikan dengan model tetes cairan sebagai berikut: 1.

1. Tetes cairan dan inti atom keduanya memiliki jumlah partikel yang cukupTetes cairan dan inti atom keduanya memiliki jumlah partikel yang cukup banyak. Tetes c

banyak. Tetes cairan terdiri airan terdiri dari sejumlah dari sejumlah atom atau atom atau molekul, sedangkan padamolekul, sedangkan pada inti atom terdiri dari sejumlah proton dan neutron.

inti atom terdiri dari sejumlah proton dan neutron. 2.

2. Tetes cairan dari inti atom diasumsikan sama-sama homogeny dan tidak dapatTetes cairan dari inti atom diasumsikan sama-sama homogeny dan tidak dapat dipejalkan dengan penekanan. Kerapatan muatan dan seluruh sifatnya sama dipejalkan dengan penekanan. Kerapatan muatan dan seluruh sifatnya sama pada tiap bagian, hal ini berarti volume = massa = A.

pada tiap bagian, hal ini berarti volume = massa = A. 3.

3. Inti atom dianggap sebagai larutan ideal dengan gaya antaraksi homogen,Inti atom dianggap sebagai larutan ideal dengan gaya antaraksi homogen, yakni F

yakni Fn-nn-n = F = F p-p p-p = F = F p-n p-n. gaya ini tidak dipengaruhi oleh . gaya ini tidak dipengaruhi oleh spin maupun muatan.spin maupun muatan.

4.

4. Antaraksi antarnukleon hanya terjadi antarnukleon tetangga terdekat, dan intiAntaraksi antarnukleon hanya terjadi antarnukleon tetangga terdekat, dan inti atom memiliki tegangan antarmuka sebanding dengan A

(10)

Model teori tetes cairan untuk fisi, pernyataan ini telah ditelaah lebih Model teori tetes cairan untuk fisi, pernyataan ini telah ditelaah lebih lanju

lanjut oleh Niels Bohr dan John, dengan memanfaatkan model “tetes cairan”t oleh Niels Bohr dan John, dengan memanfaatkan model “tetes cairan” mengenai inti atom berat, untuk menjelaskan mekanisme fisi inti atom berat. mengenai inti atom berat, untuk menjelaskan mekanisme fisi inti atom berat. Tujuannya, menentukan energi kritis agar suatu reaksi fisi dapat berlangsung. Tujuannya, menentukan energi kritis agar suatu reaksi fisi dapat berlangsung. Menurut model ini, inti atom berat berperilaku sama seperti setetes cairan yang Menurut model ini, inti atom berat berperilaku sama seperti setetes cairan yang mudah terbelah menjadi dua tetesan yang lebih kecil ukurannya bila padanya mudah terbelah menjadi dua tetesan yang lebih kecil ukurannya bila padanya dikenakan gaya yang sesuai. Analogi mekanisme fisi inti atom, menurut Bohr dan dikenakan gaya yang sesuai. Analogi mekanisme fisi inti atom, menurut Bohr dan Wheeler, suatu neutron yang menumbuk inti atom dan kemudian bergabung Wheeler, suatu neutron yang menumbuk inti atom dan kemudian bergabung dengan inti tersebut akan memperoleh energi ikat yang analog dengan energi dengan inti tersebut akan memperoleh energi ikat yang analog dengan energi (tegangan) permukaan tetes cairan. Energi gerak neutron penumbukan tadi (tegangan) permukaan tetes cairan. Energi gerak neutron penumbukan tadi berperan

berperan sebagai sebagai gangguan gangguan luar luar yang yang kemudian kemudian menyebabkan menyebabkan “inti “inti gabungan”,gabungan”, atom beserta neutron tadi, menjadi bergetar sehingga sama seperti contoh tetes atom beserta neutron tadi, menjadi bergetar sehingga sama seperti contoh tetes cairan (Marzuki. 2010: 232-233).

(11)

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA Achmad, Hiskia. 2001.

Achmad, Hiskia. 2001. Kimia Kimia Unsur Unsur dan dan Radio Radio Kimia.Kimia. Bandung: PT. Aditya Bandung: PT. Aditya Bakti.

Bakti.

Arnikar. HJ.. 1988.

Arnikar. HJ.. 1988. Essentials Essentials of of Nuclear Nuclear Chemistry.Chemistry. New delhi: Institute Wiley New delhi: Institute Wiley Eastern Limited.

Eastern Limited. Bunjali, Bunbun. 2002.

Bunjali, Bunbun. 2002. Kimia Inti Kimia Inti. Bandung: ITB.. Bandung: ITB. Chang, Raymond. 2005.

Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar Jilid 2. Kimia Dasar Jilid 2.Jakarta: Erlangga.Jakarta: Erlangga. Gautreau, Ronald dan Willian Savin. 2006.

Gautreau, Ronald dan Willian Savin. 2006. Fisika Fisika Modern Modern Edisi Edisi Kedua.Kedua. Jakarta: Jakarta: Erlangga.

Erlangga.

Marzuki, Ismail., Amirullah, dan Fitriana. 2010.

Marzuki, Ismail., Amirullah, dan Fitriana. 2010. Kimia Kimia dalam dalam KeperawatanKeperawatan.. Takalar: Pustaka As Salam.

Takalar: Pustaka As Salam. Petrucci., dkk.. 2014.

Petrucci., dkk.. 2014. Kimia Dasar Prinsip-Prinsip dan Aplikasi Modern Jilid 3. Kimia Dasar Prinsip-Prinsip dan Aplikasi Modern Jilid 3. Jakarta: Erlangga.

Jakarta: Erlangga. Sunarya, Yayan. 2011.

Sunarya, Yayan. 2011. Kimia Dasar 2 Kimia Dasar 2. Bandung: CV. Yrama Widya.. Bandung: CV. Yrama Widya. Wopspakirk, Hans J. 1995.

Wopspakirk, Hans J. 1995. Teori dan Soal-Soal Fisika Modern.Teori dan Soal-Soal Fisika Modern. Jakarta: Erlangga.Jakarta: Erlangga. Yaz, Ali. 2006.

(12)

PERTANYAAN: PERTANYAAN:

1.

1. Model tetes cairan dikembangkan pada gerakan nukleon per individu,Model tetes cairan dikembangkan pada gerakan nukleon per individu, tetapi diasumsikan inti sebagai bagian homogeni yang tersusun dari proton tetapi diasumsikan inti sebagai bagian homogeni yang tersusun dari proton dan neutron. Mengapa demikian?

dan neutron. Mengapa demikian? 2.