TEORI ATOM DAN RADIOAKTIVITAS

oleh :

1. Nikmatul Aulanisa (4201413016)2. Peny Nur Salamah (42014130)

PERKEMBANGAN TEORI ATOM

Model Atom Dalton

Model Atom Thomson

Model Atom Rutherford

Spektrum Atom Hidrogen

Model Atom Bohr

3

TEORI ATOM

Lima belas abad S.M. Democritus (filusuf Yunani):

“ Semua materi terdiri dari zat yang sangat kecil, berupa partikel yang tidak dapat dibagi lagi

atom ( a= tidak, tomos = terbagi)”

MODEL ATOM DALTON

Atom ialah bagian terkecil suatu zat yang tidak dapat dibagi-bagi. Atom

tidak dapat dimusnahkan & diciptakan

Konsep Model Atom Dalton:1. Setiap benda (zat) tersusun atas partikel partikel terkecil

yang tidak dapat dipisahkan lagi disebut atom.2. Setiap benda (zat) mempunyai sifat yang sama dengan atom-

atom penyusunnya.3. Bila sifat - sifat suatu zat berbeda deng lainnya,

menunjukkan atom - atom penyusun zat-zat tersebut berbeda pula.

MODEL ATOM DALTON

Konsep Model Atom Dalton:4. Dalam peristiwa reaksi kimia pada hakekatnya merupakan

penyusunan kembali atom dalam suatu zat5. Pada peristiwa reaksi kimia jumlah atom-atom yang

terlibat dalam penyusunan zat punya perbandingan berupa bilangan bulat sederhana.

MODEL ATOM DALTON

Kelemahan Model Atom Dalton:o Atom ternyata dapat dibagi lagio Atom suatu unsur dapat diubah menjadi atom unsur laino Tidak dapat menjelaskan tentang kelistrikanKelebihan Model Atom Dalton:o Dapat menerangkan Hukum Kekekalan Massa (Hukum

Lavoisier)o Dapat menerangkan Hukum Perbandingan Tetap (Hukum

Proust)

MODEL ATOM DALTON

MODEL ATOM THOMSON

Thompson melakukan percobaan lampu

tabung.

Menghasilkan teori yaitu:1. Atom bukan sebagai partikel terkecil

dari suatu benda2. Atom berbentuk bola pejal,dimana terdapat

muatan listrik positif dan negative yang tersebar merata di seluruh bagian seperti roti kismis.

MODEL ATOM THOMSON

Menghasilkan teori yaitu:3. Pada atom netral jumlah muatan listrik

negatif sama dengan jumlah muatan listrik positif

4.Masa elektron jauh lebih kecil dibandingkan dengan masa atom Thompson melakukan percobaan lampu tabung.

MODEL ATOM THOMSON

Kelebihan dan Kelemahan Model Atom Thomson

Kelebihan :Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.

Kelemahan :Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut.

MODEL ATOM THOMSON

RUTHERFORD mengajukan model atom dengan ketentuan sebagai berikut :

Atom terdiri atas inti atom yang bermuatan listrik positif, dimana masa atom hampir seluruhnya berada pada inti atom.

MODEL ATOM RUTHERFORD

Elektron-elektron bergerak mengelilingi inti atom dan lintasannya seperti planet-planet yang bergerak dalam tata surya

Jumlah muatan inti atom sama dengan jumlah muatan elektron-elektron yang mengelilinginya sehingga atom bersifat netral

Sebagian besar atom merupakan ruang hampa Gaya sentripetal elektron selama mengelilingi inti

atom disebabkan oleh gaya elektrostatik antara muatan inti dengan elektron

Dalam percobaannya, Rutherford menggunakan atom hidrogen karena mempunyai satu elektron dan satu muatan positif dalam inti.

a. Energi total elektron saat mengelilingi inti

Agar elektron atom H tidak terikat oleh inti atom, diperlukan energi sebesar 13,6 eV. Satu elektron volt merupakan besar energi yang dibebaskan oleh elektron yang keluar dari katode jika beda potensial antara anode dan katode 1 volt.1 eV = 1,6 x 10-19 J

b. Kelemahan model atom Rutherford

1) Elektron yang mengelilingi inti atom terus memancarkan energi berupa gelombang elektromagnetik sehingga lintasannya berbentuk spiral dan suatu saat elektron jatuh ke dalam inti atom, yang artinya lintasannya tidak stasioner.

2) Frekuensi yang dipancarkan berubah-ubah sehingga menghasilkan spektrum kontinu, bukan spektrum garis.

Pada tahun 1913, Niels Bohr mengemukakan teori baru mengenai struktur dan sifat atom. Teori atom Bohr pada prinsipnya menggabungkan teori kuantum Planck dan teori atom dari Rutherford yang dikemukakan pada tahun 1911.

MODEL ATOM BOHR

Model atom Bohr dinyatakan dalam postulat-postulat berikut :

a) . Postulat 1Elektron mengelilingi inti dalam orbit berbentuk lingkaran dibawah pengaruh gaya Coulomb.

MODEL ATOM BOHR

Elektron mengelilingi inti melalui lintasan stasioner. Elektron tidak mengorbit mengelilingi inti melalui sembarang lintasan , melainkan hanya melalui lintasan tertentu dengan momentum anguler tertentu tanpa membebaskan energi. Lintasan ini disebut lintasan stasioner dan memiliki energi tertentu . momentum anguler elektron selama mengelilingi inti atom harus berupa bilangan bulat positif h :

Keterangan :

m = massa elektron (kg) V = kecepatan linear elektron (m/s) r = jari-jari lintasan electron (m)

n = nomor kulit atau bilangan kuantum utama (n=1,2,3…)

h = konstanta Planck = 6,62.10-34 J.s

Berdasarkan postulat 1 Bohr, dapat dirumuskan jari-jari lintasan elektron dan membuktikan bahwa elektron tidak jatuh ke inti.

rn = n2r1

r1 = 5,3 x 10-11

b). Postulat 2Pada setiap lintasannya, elektron mempunyai tingkat-tingkat energi tertentu. Berdasarkan postulat 2 Bohr, dapat ditentukan tingkat energi elektron seperti berikut

Untuk n = 1, maka :

Sebuah elektron dapat berpindah dari kulit dalam ke kulit luar jika menyerap energi dan akan memancarkan energi jika pindah dari kulit luar ke dalam. Energi yang dipancarkan berupa foton atau gelombang elektromagnetik. Misalkan elektron pindah dari kulit B ke A pada atom H, maka akan terjadi pancaran energi berupa foton dan akan dihasil spektrum garis yang terdiri atas deret garis-garis pisah menurut aturan tertentu.

1. Deret Lyman (Deret Ultraungu )

2. Deret Balmer (Deret Cahaya Tampak)

3. Deret Paschen (Deret inframerah I)

4. Deret Brackett(Deret

inframerah II)

5. Deret Pfund (Deret inframerah III)

Panjang gelombang foton yang dipancarkan akan maksimum jika memenuhi syarat :

nB = nA + 1Panjang gelombang foton yang dipancarkan akan minimum jika memenuhi syarat :

nB = ∞

B. STRUKTUR INTI ATOMInti atom terdiri atas :

1. Proton ( ) : partikel bermuatan listrik positif, memiliki besar muatan sama dengan elektron, dan memiliki massa 1,67 x 1027 kg.

2. Neutron ( ) : partikel yang tidak bermuatan listrik (netral) dan mempunyai massa 1833 x massa elektron.

Lambang suatu atom : dengan : X = lambang atom

Z = nomor atom = jumlah elektron = jumlah protonA = nomor massa = jumlah proton + jumlah neutronn = A – Z = jumlah neutron

Satuan massa inti atom adalah sma atau amu (atomic mass unit)

1 sma = 1/12 x massa 1 atom C-121 sma = 1,66 x 10-27 kg1 sma = 931 MeV

Inti atom yang mempunyai nomor atom (Z), nomor massa (A), dan waktu paro tertentu disebut nuklida yang terbagi menjadi :

1. Isotop : unsur-unsur yang mempunyai nomor atom sama, tetapi nomor massa berbeda ( )

2. Isobar : unsur-unsur yang mempunyai nomor massa sama, tetapi nomor atom berbeda ( dan )

3. Isoton : unsur-unsur yang mempunyai nomor atom berbeda, tetapi jumlah neutronnya sama ( )

a. Stabilitas intiStabilitas unsur bergantung pada keseimbangan antara jumlah proton dan neutron yang terdapat dalam inti. Satu unsur dikatakan stabil jika memenuhi syarat

1 ≤ n/p ≤ 1,5Unsur-unsur yang tidak stabil mempunyai jumlah neutron lebih besar dari jumlah proton (n > p).

b. Defek Massa dan Energi IkatMassa inti atom selalu lebih kecil dari jumlah massa proton dan massa neutron yang membentuknya. Selisih massa penyusun inti atom dengan massa inti atom disebut defek massa.

Δm = [ Zmp + (A-Z)mn ] – minti

Berdasarkan teori Einstein, defek massa dapat menimbulkan energi yang disebut energi ikat. Terjadinya energi ikat dalam inti atom akibat adanya penyusutan massa yang dinyatakan dengan persamaan :

E = Δm x 931 MeVE = Δmc2 JDengan : Δm = defek massa (sma)

c = 3 x 108 m/sE = energi ikat (MeV)

c. Reaksi IntiReaksi inti merupakan reaksi yang terjadi jika suatu inti atom ditembak dengan partikel yang berenergi dan menghasilkan inti baru disertai pelepasan sejumlah energi. Reaksi inti dapat menghasilkan energi yang sangat besar.

a + X → Y + b + Edari skema di atas energi reaksinya :E = {(ma + mx) – (my + mb)} 931,5 MeV/sma

Dalam reaksi inti harus dipenuhi hal-hal berikut :

Hukum kekekalan momentum Hukum kekekalan energi Hukum kekekalan nomor atom Hukum kekekalan nomor massa

a. Reaksi FisiReaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti atom berat menjadi inti atom baru yang lebih ringan dan disertai dengan pelepasan energi. Reaksi fisi dapat dilakukan dengan menembaki inti berat dengan partikel-partikel elementer , seperti neutron, partikel, α, deutron, dan sinar γ. Salah satu contoh reaksi fisi adalah 92U235 ditembak dengan sebuah neutron.

b. Reaksi FusiReaksi fusi adalah reaksi penggabungan beberapa inti ringan menjadi inti yang lebih berat yang disertai pemancaran energi. Reaksi fusi merupakan reaksi yang terjadi pada bintang (matahari) dan bom hidrogen. Reaksi fusi hanya dapat terjadi dalam keadaan suhu sangat tinggi yaitu sekitar ± 108 °C. Contoh reaksi fusi adalah penggabungan inti 1H2 dengan 1H2 menghasilkan

2He3 dan neutron. Reaksinya sebagai berikut :

1H2 + 1H2 → 2He3 + 0n1 + energi