makalah penemuan inti atom

7/21/2019 Makalah Penemuan Inti Atom

1/20

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam sehari-hari kita sering mendengar kata atom. Istilah atom berasal dari

Bahasa Yunani (/tomos, -), yang berarti tidak dapat dipotong ataupun

sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi disebut juga dengan partikel terkecil yang tidak

dapat dibelah lagi. Konsep atom sebagai komponen yang tak dapat dibagi-bagi lagi

pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani. Pada abad ke-17 dan ke-18, para

kimiawan meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat

tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia

biasa. Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil

menemukan struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan

bahwa 'atom' tidak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang

digunakan para fisikawan kemudian berhasil memodelkan atom.

Dalam ilmu Kimia dan Fisika, atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri

atas inti atom serta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom

terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral. Atom

adalah satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan

negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan

positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak

memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya

elektromagnetik.


2/20

2

Berdasarkan latar belakang di atas maka penulis bermaksud menjelaskan

mengenai inti atom dan struktur inti meliputi sejarah penemuan inti atom dan partikel-

partikel pokok penyusun inti atom sebagai tugas mata kuliah kimia inti.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang yang disebutkan di atas, penulis menemukan permasalahan

yang dirumuskan sebagai berikut ;

1) Apa itu inti atom ?

2) Bagaimana sejarah penemuan inti atom ?

3) Apa saja yang menjadi penyusun inti atom ?

1.3 Tujuan Penulisan

1) Dapat memahami dan menjelaskan tentang pengertian inti atom.

2) Dapat mengetahui sejarah penemuan inti atom.

3) Dapat menjelaskan partikel-partikel pokok penyusun inti atom.


3/20

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Inti Atom

Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta

awan electron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran

proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada

Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat

pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Demikian pula sekumpulan atom dapat

berikatan satu sama lainnya membentuk sebuah molekul. Atom yang mengandung

jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung

jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan merupakan ion.

Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron pada inti atom tersebut.

Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron

menentukan isotop unsur tersebut.

Inti atom atau nuklir (nuclear) terdiri atas sejumlah proton dan neutron dengan

komposisi tertentu. Di dalam inti atom ini juga berlaku hukum lain, yaitu gaya nuklir,

yang dapat mengimbangi gaya elektrostatik yang disebabkan oleh proton. Komposisi

jumlah proton dan neutron di dalam inti atom tersebut menentukan apakah suatu inti

atom bersifat stabil atau tidak stabil. Terdapat kemungkinan bahwa beberapa atom

(unsur) yang sama ternyata mempunyai inti atom yang tidak sama, dalam arti jumlah

neutron yang tidak sama meskipun dengan jumlah proton yang sama. (Alatas, 2012:16)

Inti atom merupakan bagian dari atom yang sangat kecil jika dibandingkan

dengan ukuran atom. Meskipun masa atom keseluruhan kecil, hampir semua masa atom


4/20


5/20

5

Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan

kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau

dimusnahkan.

Gambar :1 Model atom Dalton

Penemuan Elektron

Percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan William Crookes

(1875). Hasil eksperimennya adalah ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari

arah katoda menuju ke anoda yang disebut sinar katoda.

George Johnstone Stoney (1891) yang memberikan nama sinar katoda disebut

elektron. Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengertian atom dalam

suatu unsur memiliki sifat yang sama sedangkan unsur yang berbeda akan memiliki

sifat berbeda, padahal keduanya sama-sama memiliki elektron. Joseph John

Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu pengaruh medan

listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katoda.


6/20

6

Gambar :2 Eksperimen J.J Thomson

Hasil percobaannya membuktikan bahwa ada partikel bermuatan negative

dalam suatu atom karena sinar tersebut dapat dibelokkan ke arah kutub positif

medan listrik. berdasarkan besarnya simpangan sinar katode dalam medan listrik,

Thomson dapat menentukan nisbah muatan terhadap massa (nilai e/m) dari partikel

sinar katode sebesar 1.76 x 108 Coulomb/gram.

Besarnya muatan dalam elektron ditemukan oleh Robert Andrew

Milikan(1908) melalui percobaan tetes minyak Milikan seperti gambar di bawah ini.

Gambar 3: Eksperimen Milikan

Minyak disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik. Akibat gaya


7/20

7

Tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. Bila tetesan minyak

diberi muatan negatif maka akan tertarik kekutub positif medan listrik. Milikan

menemukan bahwa muatan tetes-tetes minyak selalu bulat dari suatu muatan

tertentu, yaitu 1.602 x 10-19

coulomb. Hasil percobaan Milikan dan Thomson

diperoleh muatan elektron 1 dan massa elektron 0, sehingga elektron dapat

dilambangkan

Data Fisis Elektron :

e/m = 1.76 x 108

Coulomb/gram

e = 1.602 x 10-19

coulomb

maka massa elektron me = 9.11 x 10-31

kg

Penemuan proton

Jika massa elektron 0 berarti suatu partikel tidak mempunyai massa. Namun

pada kenyataannya partikel materi mempunyai massa yang dapat diukur dan atom

bersifat atom itu netral. Bagaimana mungkin atom itu bersifat netral dan mempunyai

massa, jika hanya ada elektron saja dalam atom?

Keberadaan partikel bermuatan positif yang dikandung oleh atom diisyaratkan

oleh Eugen Goldstein (1850-1930) pada tahun 1886.Dengan ditemukannya elektron,

para ilmuwan semakin yakin bahwa dalam atom pasti ada partikel bermuatan positif

untuk mengimbangi muatan negatif dari elektron. Selain itu, jika seandainya partikel

penyusun atom hanya elektron-elektron, maka jumlah massa elektron terlalu kecil

dibandingkan terhadap massa sebutir atom.


8/20

8

Eugene Goldstein (1886) melakukan eksperimen dari tabung gas yang

memiliki katode, yang diberi lubang-lubang dan diberi muatan listrik.Selanjutnya,

dan gas yang berada di belakang lempeng katode menjadi berpijar. Peristiwa

tersebut menunjukkan adanya radiasi yang berasal dari anode yang menerobos

lubang pada lempeng katode.Sinar ini disebut sinar anode atau sinar positif. Sifat

sinar anode, antara lain :

1. merupakan radiasi partikel sehingga dapat memutar baling-baling;

2. dalam medan listrik/magnet, dibelokkan ke kutub negatif, jadi merupakan

radiasi bermuatan positif;

3. partikel sinar anode bergantung pada jenis gas dalam tabung.

Gambar : 4 Percobaan Goldstein untuk mempelajari partikel

positif.

Hasil eksperimen tersebut membuktikan bahwa pada saat terbentuk elektron

yang menuju anode, terbentuk pula sinar positif yang menuju arah berlawanan

melewati lubang pada katode. Setelah berbagai gas dicoba dalam tabung ini, ternyata

gas hidrogen lah yang menghasilkan sinar muatan positif yang paling kecil baik

massa maupun muatannya, sehingga partikel ini disebut dengan proton. Massa

proton = 1 sma (satuan massa atom) dan muatan proton = +1.


9/20

9

Keberadaan partikel penyusun atom yang bermuatan positif itu semakin

terbukti ketika Ernest Rutherford pada tahun 1906, bersama dua orang asistennya

yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden, melakukan serangkaian percobaan untuk

mengetahui kedudukan partikel-partikel di dalam atom. Percobaan mereka dikenal

dengan hamburan sinar alfa terhadap lempeng tipis emas.

Teori Atom Rutherford

Pada tahun 1911, seorang ilmuwan Inggris, Ernest Rutherford pertama kali

mengemukakan pendapatnya bahwa atom terdiri atas inti atom yang dikelilingi oleh

partikel-partikel lain yang lebih ringan, partikel tersebut adalah electrons.Inti atom

itu sendiri selanjutnya ditemukan terdiri dari dua tipe partikel, yaitu proton dan

neutron.

Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geigerdan Erners Masreden)

melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa terhadap lempeng

tipis emas. Sebelumya telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang

bermuatan positif dan bergerak lurus, berdaya tembus besar sehingga dapat

menembus lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut sebenarnya bertujuan untuk

menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul merupakan bola pejal

yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau

dibelokkan.Percobaan Rutherford dapat digambarkan sebagai berikut :


10/20

10

Gambar : 5 Percobaan Rutherford (hamburan sinar alpha oleh lempeng emas)


11/20

11

Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa

ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel

alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut kurang dari 1), tetapi dari pengamatan

Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000 partikel alfa akan membelok

sudut 90 bahkan lebih.

Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford

mengusulkan model atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang

menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti atom yang sangat kecil dan bermuatan

positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif. Rutherford menduga bahwa

didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi mengikat partikel-partikel

positif agar tidak saling tolak menolak. Dalam model ini elektron tidak dapat diam,

karena tidak ada sesuatupun yang dapat mempertahankan melawan gaya tarik inti

Gambar 6: Model atom Rutherford(UNESA,2012)

Penemuan Neutron

Rutherford mengemukaan bahwa jika atom hanya terdiri atas proton dan

electron dalam jumlah yang sama dan massa atom hanya ditentukan oleh jumlah

massa proton karena massa electron terlalu kecil (diabaikan) maka massa atom

tersebut hanya sekitar setengah dari massa relative yang sudah diketahui

sebelumnya. Berdasarkan hal tersebut pada tahun 1920 Rutherford meramalkan


12/20

12

bahwa dalam atom terdapat partikel netral yang bermassa sama dengan massa proton

yang dikenal dengan neutron.

Pada tahun 1932 ditemukan oleh J.Chadwick dalam proses reaksi nuklir.

Dalam percobaan tersebut, partikel- yang ditembakkan pada unsur berilium (Be)

menghasilkan radiasi berikutnya dengan daya penetrasi (tembus) sangat tinggi.

Radiasi ini mampu menghantam proton keluar dari parafin dengan gaya yang sangat

kuat.

Berdasarkan energi dan momentumnya, hanya partikel netral dengan massa

setingkat dengan massa proton yang mampu menghantam proton keluar dari parafin.

Oleh karena itu, Chadwick berpendapat bahwa radiasi dengan daya penetrasi kuat ini

tentulah terdiri atas partikel-partikel netral dengan massa sesuai untuk neutron.

Tabel 1. Partikel Dasar Penyusun Atom

Tabel 2. Massa dan muatan partikel subatom

Partikel Massa (g)

Muatan

Coulomb Satuan Massa

Elektron 9,10939 x 10-

- 1,6022 x 10-

-1

Proton 1,67262 x 10-

+ 1,6022 x 10-

+1

Neutron 1,67493 x 10-

0 0


13/20

13

Penemuan Inti Atom

W.C. Rontgen yang menemukan sinar x pada tahun 1895 dan penemuan zat

radioaktif oleh Henry Becquerel pada 1896 mendasari penemuan inti atom oleh

Rutherford. Zat radioaktif merupakan zat yang dapat memancarkan radiasi spontan,

misalnya uranium, radium dan polonium. Radiasi atau sinar yang dipancarkan oleh

zat radioaktif disebut sinar radioaktif. Sinar radioaktif yang umum dikenal adalah

sinar alfa (), sinar beta () dan sinar gama ().

Pada tahun 1906, Ernest Rutherford bersama mahasiswanya Geiger dan

Marsden meneliti radiasi dari uranium, radium, dan radioaktif lain yang

memancarkan sinar , dan . Radioaktif tersebut disimpan dalam kotak timbel

dengan lubang yang sangat kecil sihingga sinar dalam kotakakan terpancar.

Pancaran sinar digunakan untuk menembak lempeng emas tipis sehingga

eksperimen tersebut dikenal dengan eksperimen lempeng tipis emas. Sebagian besar

sinar diteruskan, hanya sedikir yang dipantulkan.

Gambar : 7 penembakan partikel alfa (Muchtaridi, 2006)


14/20

14

Setelah diketahui bahwa dalam atom terdapat muatan positif dan electron,

pada tahun 1898, Thomson mengusulkan bahwa atom dapat dipandang sebagai suatu

permukaan bola yang bermuatan positif dan pada permukaan tersebut menempel

electron. Pengujian terhadap model ini dilakukan Rutherford pada tahun 1911

melalui percobaan hamburan partikel yang dikenakan pada lapis tipis logam emas

(tebal 4x 10-5

cm). Dan dari percobaan tersebut dapat di tarik beberapa kesimpulan:

1. Sebagian besar partikel menembus lapis tipis logam emas tanpa mengalami

perubahan arah. Hal ini menunjukkan bahwa sebagian besar volume atom

merupakan ruang-ruang kosong.

2. Beberapa partikel mengalami pembelokan arah dengan sudut yang besar. Dari

pengamatan ini disimpulkan adanya inti atom yang bermuatan positif yang

menyebabkan terjadinya tolakan terhadap partikel .

3. Satu dua partikel mengalami pembalikan arah (dipantulkan). Hal ini

menyimpulkan bahwa massa atom berkonsentrasi pada inti atom. Pemantulan

terjadi karena partikel menumbuk langsung pada inti atom yang masiv dan

kaku. Diameter atom kira-kira 100.000 kali diameter inti atom.

Pengamatan diatas tidak sesuai dengan model atom Thomson. Berdasarkan hal

tersebut, Rutherford mempostulatkan bahwa electron bergerak mengitari inti seperti

planet mengitari matahari. dari hasil analisanya diketahui bahwa atom bukan bola

pejal melainkan inti atom (partikel yang sangat kecil) memiliki muatan positif yang

dikelilingi elektron yang bersifat negatif. Akan tetapi model Rutherfordtidak dapat

menjelaskan mengapa elektron tidak tertarik ke inti atom.(Bunjali, 2002 :5)

Pada tahun 1932neutron ditemukan oleh J.Chadwick dalam proses reaksi

nuklir. Dalam percobaan tersebut, partikel- yang ditembakkan pada unsur berilium

(Be) menghasilkan radiasi berikutnya dengan daya penetrasi (tembus) sangat tinggi.


15/20

15

Radiasi ini mampu menghantam proton keluar dari parafin dengan gaya yang sangat

kuat.

Berdasarkan energi dan momentumnya, hanya partikel netral dengan massa

setingkat dengan massa proton yang mampu menghantam proton keluar dari parafin.

Oleh karena itu, Chadwick berpendapat bahwa radiasi dengan daya penetrasi kuat ini

tentulah terdiri atas partikel-partikel netral dengan massa sesuai untuk neutron.

Setelah James Chadwick menemukan neutron inilah. Werner Heinsenberg

mengemukakan hipotesis bahwa partikel dasar pembangun inti atom adalah proton

dan neutron yang diakui sampai sekarang.

2.3 PARTIKEL-PARTIKEL DALAM INTI

Dari hasil percobaan identifikasi dan karakteristasi sinar katoda dan sinar terusan

(anode), Joseph John Thomson mengemukakan bahwa electron dan proton merupakan

dasar pembangun atom. Berdasarkan hal ini munncullah hipotesis proton-elektron yang

mengemukakan bahwa inti atom tersusun atas proton dan electron.menurut hipotesis ini

inti Helium misanya, dianggap terdiri atas empat proton dan dua electron. Alasannya

adalah pada peluruhan inti radioaktif dapat dipancarkan partikel alfa dan partikel beta

yang identic dengan electron.

Hipotesis proton-elektron ini memiliki kelemahan, berdasarkan dualisme yaitu

elektron yang terdapat di dalam inti harus memiliki panjang gelombang de Brogue (=

h/mv) yang tidak boleh lebih besar daripada ukuran inti (10-12

cm). Pada kenyataannya,

elektron dengan panjang gelombang de Broglie memiliki energi kinetik yang lebih besar

daripada partikel beta yang dipancarkan dan inti atom. Oleh karena itu hipotesis proton-

elektron menimbulkan keraguan bahwa elektron bebas merupakan partikel penyusun inti

atom.


16/20

16

Setelah Pada tahun 1932 James Chadwick menemukan neutron. Werner

Heinsenberg mengemukakan hipotesis proton neutron, yaitu partikel dasar pembangun

inti atom adalah proton dan neutron. Dengan demikian, inti Helium misalnya, terdiri atas

dua proton dan dua neutron. Menurut hipotesis ini, neutron dan proton adalah dua tingkat

kuantum berbeda dari partikel dasar yang sama (nucleon) dan dapat terjadi konversi dari

tingkat yang satu menjadi tingkat yang lain dengan cara pertukaran meson atau transisi

yang melibatkan pembentukan satu elekton dan satu neutrino.

Berdasarkan massanya, partikel dasar lain yang pada umumnya memiliki waktu

hidup sangan pendek atau hanya dilepaskan selama transformasi inti dapat digolongkan

menjadi 4 golongan. Dengan urutan bertambahnya massa diam, pengelompokan tersebut

adalah :

1. Foton , memiiki massa = 0 , dengan simbol merupakan satu-satunya anggota

kelompok ini.

2. Lepton , adalah kelompok partikel yang memiliki massa lebih kecil dari massa

proton dan semua lepton memiliki spin . Anggota kelompok ini adalah :

a. Neutrino. Dikenal 2 jenis neutrino , yang satu merupakan anti partikel dari yang

lainnya dilambangkan dengan v dan v

b. Elektron , negatron e dan anti partikelnya positron e+

c. Muon, partikel ini sebelumnya pernah disebut mu meson, tetapi suatu muon

bukanlah meson simbolnya -atau

+bergantung pada muatannya.

3. Meson. Massa diamlebih besar dari massa lepton tetapi lebih kecil dari massa satu

nukleon. Spin meson = 0 dikenal istilah pion, kaon, dan dilambangkan dengan +

,

0, , K

+, K

0, K1, K2.

4. Baryon. Kelompok ini adalah partikel-partikel berat, yang paling ringan adalah

proton. Baryon memiliki spin , dapat dikelompokkan lebih lanjut atas :


17/20

17

a. Nukleon, mencakup proton dan neutron

b. Hyperon. Semua hyperon memiliki massa yang lebih besar dari neutron. Simbol

untuk hyperon yang dikenal adalah , E+, E

-,

-,

o,

-.(Bunjali,2002: 36-37)

Sejak saat itu mulai dipercaya bahwa inti terdiri atas proton dan neutron.Proton

dan neutron sebagai penyusun inti atom (nucleus) disebut sebagainucleon Jumlah proton

dalam inti disebut sebagai nomor atom (Z). Jumlah neutron dalam inti disebut sebagai

jumlah neutron (N). Jumlah dan banyaknya proton dan neutron disebut sebagai nucleon

atau nomor massa (A).

A=Z+N

Simbol yang digunakan untuk menunjukkan jenis inti adalah simbol kimia dan

unsur tersebut dengan nomor atom di tulis sebagai subscrip kiri dan nomor massa

sebagai superscrip.


18/20

18

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Penemuan sinar X oleh WC.Rontgen (1895) dan Penemuan zat radioaktif oleh

Henry Becquerel pad 1896 mendasari penemuan inti atom oleh Rutherford. Secara

singkat setelah diketahui bahwa dalam atom terdapat muatan positif (proton) dan

electron pada tahun 1898, Pada tahun 1911 Rutherford melakukan Pengujian terhadap

model Thomsonmelalui percobaan hamburan partikel yang dikenakan pada lapis tipis

logam emas (tebal 4x 10-5

). Dan dari percobaan tersebut dapat di tarik beberapa

kesimpulan:

1. Sebagian besar partikel menembus lapis tipis logam emas tanpa mengalami

perubahan arah. Hal ini menunjukkan bahwa sebagian besar volume atom

merupakan ruang-ruang kosong.

2. Beberapa partikel mengalami pembelokan arah dengan sudut yang besar. Dari

pengamatan ini disimpulkan adanya inti atom yang bermuatan positif yang

menyebabkan terjadinya tolakan terhadap partikel .

3. Satu dua partikel mengalami pembalikan arah (dipantulkan). Hal ini

menyimpulkan bahwa massa atom berkonsentrasi pada inti atom. Pemantulan

terjadi karena partikel menumbuk langsung pada inti atom yang masiv dan

kaku. Diameter atom kira-kira 100.000 kali diameter inti atom.

Berdasarkan hal tersebut Rutherford mempostulatkan bahwa electron bergerak

mengitari inti seperti planet mengitari matahari. Inti atom (partikel yang sangat kecil)


19/20


20/20

20

DAFTAR PUSTAKA

Alatas, Zubaidah dkk. 2012.Buku Pintar Nuklir. Jakarta: Pusat Diseminasi Iptek Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional.

Bunjali, Bunbun. 2002.Kimia Inti. Bandung : Penerbit ITB.

Muchtaridi, Sandri Justiana.2006. Kimia SMA X. Bandung :Quadra.

Nugroho, Agung dkk.2008.Bertualang di Dunia Kimia. Yogyakarta :Pustaka Insan

Madani.

Tukan, Maria Benedikta.2012. Struktur Atom.Surabaya :UNESA Program Pascasarjana

Pendidikan Sains (tidak diterbitkan).

http://acityawara.com/Detail-1324-pengertian-inti-atom.html

http://elisa.ugm.ac.id/user/archive/download/43975/b9d05a97c9432e4571d209cf839124

e4

makalah penemuan inti atom

Documents