14708251020_Oky ristya trisnawati _energi atom dan inti
Transcript of 14708251020_Oky ristya trisnawati _energi atom dan inti
Oleh:
Oky R
istya
Trisn
awati
14708251020
1. Energi Total Elektron
2. Tingkat Energi Elektron
3. Energi oleh Elektron saat Eksitasi
dan saat Transisi
4. Energi Ionisasi
5. Energi Ikat Inti
Energi Atom dan
Inti
Ingat kembali, bahwa Teori Atom
Rutherford menyatakan:
1. Atom terdiri atas inti atom bermuatan
positif dan elektron bermuatan
negatif.
2. Selama mengelilingi inti, gaya
sentripetal terbentuk dari gaya tarik
menarik antara elektron dengan gaya
inti atom (gaya Coulomb)
Energi Total Elektron
spe FF r
mv
r
ke 2
2
2
22
mvr
ke 𝑣2=𝑘𝑒2
𝑚𝑟
Berdasar Teori Atom Rutherford tersebut, maka berlaku:
Berdasarkan persamaan
di atas maka didapatkan persamaan: Jadi :
dengan:
E = Energi total
e
l
e
k
t
o
n
(
j
o
u
l
e
)
k = konstanta gaya
c
o
u
l
o
m
b
(k=9x109
N
m
2
/
C
2
)
e = muatan elektron
r = jari-jari orbit
e
l
e
k
t
r
o
n
Sehingga didapatkan Energi Total Elektron yaitu:
Ingat kembali, Teori Atom Bohr
menyatakan :
1. Elektron-elektron pada atom
mengelilingi inti pada lintasan
tertentu
2. Elektron akan melepaskan energi
jika elektron berpindah dari lintasan
luar ke lintasan dalam dan akan
menyerap energi jika elektron
berpindah dari lintasan dalam ke
lintasan luar.
Tingkat Energi Elektron
𝐸𝑛=−13,6𝑒𝑉
𝑛2dengan:
n = bilangan
kuantum
utama/kulit
ke-n (n=1,2,3,
…)
= energi
elektron pada
kulit ke-n
Berdasarkan Teori Atom Bohr, maka tingkat energi elektron
memenuhi persamaan:
Dengan demikian, tingkat energi terendah untuk atom
hidrogen (n = 1) adalah -13.6 eV. Tingkat energi berikutnya
(n = 2) adalah -3.4 eV. Tingkat energi ketiga (n = 3)
adalah -1.51 eV, dan seterusnya. Harga-harga energi ini adalah negatif, yang menyatakan bahwa
elektron berada dalam keadaan terikat dengan
proton.
………………………………………………………………... 1
…………………………………………………………………… 2
Sehingga diperoleh:
(hidrogen n =1 maka r = 5,3 x 10-9 )
………………………………………………………………. 3
Berdasarkan persamaan 3 maka tingkat energi elektron adalah:
Dengan :
Sehingga
Perpindahan Elektron dari kulit dalam ke
kulit luar disebut eksitasi, sedangkan
perpindahan elektron dari kulit luar ke
dalam disebut transisi.
Pada eksitasi, elektron menyerap energi
Pada transisi, elektron melepaskan energi.
Berlaku Persamaan:awalakhir EEE
Energi Elektron saat Eksitasi dan Transisi
Energi Ionisasi adalah besarnya energi
yang dibutuhkan untuk melepaskan
elektron dari kulit ke-n ke kulit tak hingga
sehingga menyebabkan atom menjadi
bermuatan/ terionisasi.
Berlaku Persamaan:
awalakhirionisasi EEE
nionisasi EEE
nionisasi EE 0
nionisasi EE
Energi Ionisasi
Sebelum dibahas lebih lanjut tentang energi ikat inti, perlu diingat kembali lambang atom suatu unsur sebagai berikut:
dengan X = lambang unsur Z = nomor atom A = nomor massa
XAZ
Energi Ikat Inti
K3919
294 Be
Jawab : A= 39, Z = 19 p=e=Z= 19 (atom K netral)p+n= A, n=A-19 = 39-19 = 20
Jawab : A= 9, Z = 4p=Z =4e=Z-2 = 4-2 = 2 (atom Be kekurangan 2 elektron)p+n=A, n= A-p = 9-4 = 5
Contoh:
Tentukan
jumlah
proton,
neutron
dan
elektron
dari unsur
berikut!
Berdasarkan kesetaraan massa dan energi untuk konsep defek massa menurut Einstein, maka energi ikat inti dinyatakan dengan persamaan:
dengan E = energi ikat inti (joule)m = defek massa (sma atau kg)c = kec. cahaya (3x108 m/s)
2mcE
Energi Ikat Inti adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan inti atom menjadi partikel-partikel pembentuknya (proton dan neutron )
Dengan memasukkan kesetaraan:
1 sma = 1,67 x 10-27 kg dan
1 eV = 1,6 x 10-19 joule
931,5 MeV
Jika m dinyatakan dalam satuan 𝚫sma maka diperoleh persamaan
dengan: energi ikat inti (MeV) penyusutan massa/defek massa (sma)
Dimana defek massa adalah selisih antara massa nukleon dan massa inti :
inP mmZAZmm int)( inukleon mmm int
dengan: = penyusutan massa/defek massa (sma)
= massa proton= massa neutron= massa inti
Z = nomor atomA = nomor massa (A-Z)= jumlah neutron dalam inti atom
Sehingga persamaan untuk energi ikat inti adalah:
2mcEikat
𝐸=(𝑍𝑚𝑝+ ( 𝐴−𝑍 )𝑚𝑛−𝑚𝑖𝑛𝑡𝑖)×931,5𝑀𝑒𝑉
Konstanta Dasar dalam Satuan-satuan Praktis
h (Konstanta Planck)
6,63 x 10-34 J.s4,134 x 10-15
eV.s
m (Massa Elektron)9,11 x 10-31
kg
e (Muatan Elektron)1,602 x 10-19 C
k (Konstanta Gaya Coulomb)9 x 109
N.m2/C2
c (Laju Cahaya) 3 x 108 m/s
1 sma1,67 x 10-27
kg
1 U1,67 x 10-27
kg
1 eV 1,6 x 10-19 J
Massa dari Beberapa Partikel
PartikelMassa
Diam (mo) (kg)
Moc2 Massa (sma)
Elektron9,109 x 10-
31 0,5110,000548
7 sma
Proton1,673 x 10-
27 938,31,0078
sma
Neutron1,675 x 10-
27 939,61,0087
sma
Satuan Massa Atomik
(Iu)
1,661 x 10-
27 931,5
PERTANYAAN…………….Mari Menjawab
1. Energi total yang dimiliki elektron adalah ….A. D.
B. E.
C.
2
2
r
keE
2
2
r
keE
2
2
2r
keE
r
keE
2
2
r
keE
2
Jawaban D
2
22
r
ke
r
keE
2
2
r
keE
Ek pEE
2
2
2 22
r
ke
r
keE
2. Energi elektron atom hidrogen
pada tingkat dasar adalah –13,6
eV. Energi elektron pada lintasan
M adalah ....
A. –1,51 eV D. –6,8
eV
B. –7,5 eV E. –3,4
eV
C. –11,8 eV Jawaban A
Lintasan M, n = 3
2
6,13
n
eVEn
23
6,13 eVEn
eVeV
En 51,19
6,13
3. Energi elektron atom hidrogen
pada tingkat dasar adalah –
13,6 eV. Energi elektron pada
lintasan K adalah ....
A. -6,8 eV D. –13,6 eV
B. –3,4 eV E. –
0,85 eV
C. –1,51 ev Jawaban D
Lintasan K, n = 1
2
6,13
n
eVEn
21
6,13 eVEn
eVeV
En 6,131
6,13
4. Sebuah elektron berpindah
dari kulit ke-4 menuju kulit ke-
2, maka energi yang
dilepaskan sebesar ….
A. -1,13 eV D. 2,35
eV
B. 3,40 eV E. -2,67
eV
C. -2,55 eV Jawaban C
berpindah dari nA =4 ke nB
=2∆𝐸=𝐸𝑛𝐵−𝐸𝑛𝐴
∆𝐸=−13,6 𝑒𝑉
22 −(− 13,6𝑒𝑉42 )
∆𝐸=−3,4−(−0,85)∆𝐸=−2,55𝑒𝑉tanda (-) melepaskan energi (transisi)
5. Jika energi ionisasi atom
1/9 kali energi ionisasi
atom tersebut pada
keadaan dasarnya, maka
nilai n adalah….A. 2 D. 3B. 4 E. 12C. 8 Jawaban
D
nionisasi EE
91EEn
91
6,136,13 2
2
eV
n
eV
9
6,136,132
eV
n
eV
92 n
39 n
6. Energi yang diperlukan untuk
mengeluarkan sebuah elektron
dari sebuah atom atau molekul
dan memindahkannya pada jarak
tak hingga disebut ….
A. Energi Ikat Inti D.
Energi Eksitasi
B. Energi Total Elektron E.
Energi Ionisasi
C. Energi Transisi Elektron Jawaban E
7. Energi yang diperlukan untuk
memutuskan inti atom menjadi
partikel-partikel pembentuknya
(proton dan neutron) disebut….
A. Energi Ionisasi D.
Energi Ikat Inti
B. Energi Total Elektron E.
Energi Eksitasi
C. Energi Transisi Elektron Jawaban
D
8. Jika massa inti =
7,01822 sma,
massa proton = 1,0078 sma,
massa neutron = 1,0087
sma,
maka energi ikat inti
adalah ....
A. 36,00 MeV D. 46,44
MeV
B. 37,24 MeV E. 46,87
MeV
C. 36,83 MeV
Li73
Li73
Jawaban B
minti = 7,01822 sma, mp= 1,0078 sma,
mn = 1,0087 sma, 1sma =930 MeV
A=7, z=3, maka energi ikat inti E= ….Li73
MeVmxE 5,931
MeVxmmZAZmE inp 5,931}])({[ int
MeVxE 5,931}01822,7]0087,1)37(0078,1.3{[
MeVMeVxE 24,375,93103998,0
9. Jika massa inti = 15,995sma,
massa proton = 1,0078 sma,
massa neutron = 1,0087 sma,
maka energi ikat inti adalah ....
A. 109,88 MeV D. 101,39 MeV
B. 138,53 MeV E. 127,62 MeV
C. 117,65 MeV
O168
O168
Jawaban E
minti = 15,995 sma, mp= 1,0078 sma,
mn = 1,0087 sma, 1sma =930 MeV
A=16, z=8, maka energi ikat inti E= ….
MeVmxE 5,931
MeVxmmZAZmE inp 5,931}])({[ int
MeVxE 5,931}995,15]0086,1)816(0078,1.8{[
MeVMeVxE 87,365,931}995,1513,16{
O168
MeVMeVxE 62,1275,931137,0
10.Jika massa proton=p, massa netron=n dan massa inti karbon=c maka energi ikat inti atom adalah ....
A. E= ( 6p + 6n –c ) 931,5 MeV B. E= ( 12p + 12n –c ) 931,5 MeV C. E= ( 6p + 6n +c ) 931,5 MeV D. E= ( 12p + 6n +c ) 931,5 MeV E. E= ( 6p - 6n –c ) 931,5 MeV
C126
Jawaban A
minti = c, mp= p, mn = n
A=12, z=6, maka energi ikat inti E= ….
C126
smaMeVxmmZAZmE inp /5,931}])({[ int
smaMeVscnpE /5,931max}])612(6{[
MeVxcnpE 5,931)66(