Atom inti
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| nucleus/ˈnjuːklɪəs/ | inti sel |
| protons/ˈprəʊtɒnz/ | proton |
| neutrons/ˈnjuːtrɒnz/ | neutron |
| nuclide/ˈnjuːklaɪd/ | nuklida |
| proton number/ˈprəʊtɒn ˈnʌmbə/ | nombor proton |
| nucleon number/ˈnjuːklɪən ˈnʌmbə/ | nomor nukleon |
| nucleons/ˈnjuːklɪənz/ | nukleon |
| isotopes/ˈaɪsətəʊps/ | isotop |
| atomic mass unit/əˈtɒmɪk mæs ˈjuːnɪt/ | unit jisim atom |
Menembakkan ke daun emas
- Tim Rutherford menembakkan partikel α ke daun emas tipis.
- Sebagian besar tembus lurus — tetapi beberapa yang langka memantul hampir lurus kembali.
- "Seperti Anda menembakkan peluru ke kertas tisu dan ia memantul kembali ke arah Anda."
Laboratorium bukti atom inti
Hubungkan observasi dengan model inti atom.
Apa yang ditunjukkan oleh hamburan
- Sebagian besar tembus → atom sebagian besar ruang hampa.
- Defleksi besar yang langka → inti kecil, padat, bermuatan positif memegang muatan dan massa.
Sebagian besar partikel α tembus hampir lurus; beberapa terdefleksi tajam oleh inti kecil
Sebagian besar partikel α menembus langsung melalui lembaran emas menunjukkan bahwa atom tersebut:
Jika sebagian besar tembus lurus, ada sedikit halangan — atom sebagian besar kosong, dengan massa dan muatan terkonsentrasi dalam inti yang sangat kecil.
Model nuklir
- Nukleus: proton (muatan $+e$) dan neutron (tidak bermuatan). Elektron ($-e$) mengelilinginya.
- Atom ini $\sim 10^{-10}\ \text{m}$; inti hanya $\sim 10^{-15}\ \text{m}$ — tetapi memegang hampir seluruh massa.
- Atom netral memiliki jumlah elektron yang sama dengan proton.
Model sederhana atom helium dan atom litium (tidak sesuai skala)
Hampir seluruh massa atom berada di intinya.
Proton dan neutron ~1 u masing-masing; elektron ~1/1836 u, sehingga inti memegang hampir seluruh massa.
Notasi
- Nuclid ditulis $^{A}_{Z}\text{X}$: $Z$ = nomor proton (menentukan unsur), $A$ = nomor nukleon.
- Jumlah neutron $N = A - Z$. Proton dan neutron bersama-sama disebut nukleon.
Proton dan neutron bersama-sama disebut ____.
Nomor nukleon $A$ menghitung jumlah proton ditambah neutron dalam inti.
Berapa banyak neutron dalam $^{14}_{6}\text{C}$?
$N = A - Z = 14 - 6 = 8$ neutron.
Isotop
- Isotop memiliki nomor proton $Z$ yang sama tetapi jumlah neutron yang berbeda.
- Contoh: $^{12}_{6}\text{C}$ dan $^{14}_{6}\text{C}$ — unsur yang sama, massa berbeda.
Notasi nuclid: nomor nukleon di atas, nomor proton di bawah
Isotop dari suatu unsur memiliki:
Sama $Z$ (sehingga unsur dan kimia yang sama) tetapi berbeda $N$, memberikan nomor massa $A$ yang berbeda.
Yang kekal
- Dalam proses nuklir apa pun, nomor nukleon $A$ dan muatan kekal.
- Dua aturan ini memungkinkan Anda menyeimbangkan setiap persamaan peluruhan: angka di atas harus sama di kedua sisi, begitu juga angka di bawah.
Dalam proses inti, besaran mana yang selalu kekal?
Nomor nukleon dan muatan kekal. Jumlah proton dan neutron dapat berubah masing-masing (misalnya dalam peluruhan β, neutron menjadi proton).
Cocokkan setiap partikel yang dipancarkan dengan cara penulisannya dalam persamaan peluruhan.
Angka atas adalah nomor nukleon dan angka bawah adalah muatan; keduanya harus seimbang di sepanjang persamaan.
Contoh soal: tritium
Tritium, $^{3}_{1}\text{H}$, adalah isotop radioaktif hidrogen yang memancarkan partikel β$^{-}$.
- Partikel dalam atom netral: $Z = 1$ proton; $N = 3 - 1 = 2$ neutron; $1$ elektron (sama dengan jumlah proton).
- Persamaan peluruhan: $^{3}_{1}\text{H} \to {}^{3}_{2}\text{He} + {}^{0}_{-1}\beta + \bar{\nu}$. Periksa: atas $3 = 3 + 0$; bawah $1 = 2 + (-1)$. Partikel tambahan adalah antineutrino.
- Kuark dalam nukleus: proton adalah uud dan neutron adalah udd, sehingga satu proton dan dua neutron mengandung $2 + 1 + 1 = 4$ kuark up dan $1 + 2 + 2 = 5$ kuark down.
- Periksa muatan: $4\left(+\tfrac{2}{3}\right) + 5\left(-\tfrac{1}{3}\right) = \tfrac{8}{3} - \tfrac{5}{3} = +1$, muatan dari satu proton.
Contoh soal: rantai peluruhan
Nukleus radium-228, $^{228}_{88}\text{Ra}$, meluruh melalui serangkaian langkah di mana lima partikel α dan empat partikel β$^{-}$ dipancarkan. Identifikasi nukleus akhir.
- Nomor nukleon: setiap α mengurangi $4$, setiap β$^{-}$ mengurangi nol: $A = 228 - 5 \times 4 = 208$.
- Nomor proton: setiap α mengurangi $2$, setiap β$^{-}$ menambah $1$: $Z = 88 - 10 + 4 = 82$.
- Jawaban: $^{208}_{82}\text{Pb}$ — timah.
- Periksa: urutan peluruhan tidak penting; hanya totalnya yang penting. Muatan dan nomor nukleon kekal pada setiap langkah, sehingga kekal secara keseluruhan.
Nuklus dengan nomor proton $92$ memancarkan tiga partikel α dan dua partikel β⁻. Berapakah nomor proton nuklus akhir?
Setiap α menurunkan $Z$ sebesar $2$ dan setiap β⁻ menaikinya sebesar $1$: $92 - 6 + 2 = 88$.
Atom netral memiliki $Z$ elektron — nomor proton, bukan $A$. Isotop berbeda hanya dalam neutron, sehingga kimia mereka identik. Dalam persamaan peluruhan, seimbangkan kedua baris: β$^{-}$ ditulis $^{0}_{-1}\beta$, sehingga meninggalkan $A$ tidak berubah dan meningkatkan $Z$ sebanyak satu. Dan "inti sangat kecil" berarti sekitar $10^{-15}\ \text{m}$ — seratus ribu kali lebih kecil daripada atom, bukan sepuluh.
Satuan massa atom
- Unit $\text{u}$ ditetapkan sedemikian rupa sehingga $^{12}_{6}\text{C}$ memiliki massa tepat $12\ \text{u}$.
- $1\ \text{u} = 1.66 \times 10^{-27}\ \text{kg}$; proton dan neutron masing-masing sekitar $1\ \text{u}$, partikel α sekitar $4\ \text{u}$ dengan muatan $+2e$.
Satuan massa atom terpadu didefinisikan sedemikian rupa sehingga karbon-12 memiliki massa tepat 12 u.
Ya — definisi itu menetapkan $1\ \text{u} = 1.66 \times 10^{-27}\ \text{kg}$.
Anda telah memahaminya
- hamburan α → atom sebagian besar ruang hampa dengan inti kecil padat
- $^{A}_{Z}\text{X}$: $Z$ proton, $A$ nukleon, $N = A - Z$ neutron, $Z$ elektron jika netral; isotop berbagi $Z$
- proses nuklir mengawalkan nomor nukleon dan muatan — seimbangkan kedua baris setiap persamaan