BAB 5 MODEL SEL (Model Inti, Persamaan Schrodinger, Konfigurasi Nukleon, Bukti Model Sel)
Model Inti 5.1 Sebutkan 5 macam model inti! Jawab : Lima model (teori) tentang inti, yaitu : 1. Model Sel 2. Model Tetesan Cairan 3. Model Gas Fermi 4. Model Kolektif 5. Model Optik (Syukri S,2008).
Persamaan Schrodinger 5.2 Tuliskan persamaan Schrodinger dan jelaskan masing-masing notasi didalamnya! Jawab : Persamaan Schrodinger yang dinyatakan dalam sumbu x, y dan z adalah: + + + 8п (E – (E – V) V) ψ = 0 ℎ
Keterangan notasi : m : massa E : Energi kinetik V : Energi potensial Ψ : Fungsi gelombang partikel yang bergerak dalam ruang tiga dimensu, dalam sumbu x, y, dan z (Syukri S,1999:136) 5.3 Sebutkan 5 bilangan kuantum untuk orbital atom. Sebutkan kemungkinan nilai masingmasing!
Jawab : 1. Bilangan kuantum utama, dengan nilai 1,2,3.....dst dan tiap bilangan menunjukkan tingkat energi orbital. 2. Bilangan kuantum azimut, mempunyai nilai(l) = 1,2,3....dst. Nilai l berhubungan dengan nilai n, yaitu: jika n = 1, maka l = 0 Jika n = 2, maka l = 1 Jika n = 3, maka l = 2 Dst. 3. Bilangan kuantum magnetik(m), menentukan proyeksi arah perputaran (re volusi) elektron terhadap inti. Nilai m terkait dengan nilai l, yaitu : l=0
m=0
l=1
m = -1, m = 0, m = +1
4. Bilangan kuantum spin (s), menunjukkan arah spin. (s) = + ½ , -½
(Syukri S,2008).
5.4 Apa yang dimaksud momentum sudut total. Jelaskan! Jawab : Momentum sudut total diperoleh dari penjumlahan momentum sudut masing-masing benda. Tetapi harus memperhatikan: a. Jika rotasi berlawanan dengan arah jarum jam, ma ka momentum sudut diberi nilai positif. b. Jika rotasi searah dengan jarum jam, maka momentum sudut diberi nilai negatif. Maka momentum sudut total : Ltot = L1 + L2 + L3........ L n (https://nsaadah75.wordpress.com/2011/02/24/momentum-sudut/)
Konfigurasi Nukleon 5.5 Jelaskan perbedaan konfigurasi elektron atom dengan konfigurasi nukleon! Jawab :
Konfigurasi elektron tidak sama dengan konfigurasi nukleon. Konfigurasi elektron merupakan penyebaran elektron dalam orbital atom. Pengisian
tersebut mengikuti aturan yang disebut prinsip ‘afbau’. Menurut prinsip ini, elektron-elektron dalan atom sedapat mungkin memiliki energi terendah.
Konfigurasi nukleon: orbital-orbital nukleon setelah pecah(splitting) menimbulkan berbagai interaksi yang menyebabkan ada orbital-orbital yang berdekatan dan ada yang agak berjauhan, yang berdekatan akan mempunyai tingkat energi yang jauh berbeda. 2,8,20,28,50,82,126,184 merupakan angka yang stabil dan disebut dengan angka ajaib (magic number) (Syukri S,2008).
5.6 Tuliskan konfigurasi nukleon dari inti a. Co-60
b. Na-24
c. P-31
Jawab : a.
b.
c.
60 27Co
Proton
= 1s2, 1p3/2 4, 1p1/2 2, 1d5/2 6, 2s2, 1d3/2 4, 1f 7/2 7
Neutron
= 1s2, 1p3/2 4, 1p1/2 2, 1d5/2 6, 2s2, 1d3/2 4, 1f 7/2 8, 2p3/2 4 ,1f 5/2 1
24 11 Na
Proton
= 1s2, 1p3/2 4, 1p1/2 2, 1d5/2 3
Neutron
= 1s2, 1p3/2 4, 1p1/2 2, 1d5/2 5
15P
31
Proton
= 1s2, 1p3/2 4, 1p1/2 2, 1d5/2 6, 2s1
Neutron
= 1s2, 1p3/2 4, 1p1/2 2, 1d5/2 6, 2s2
5.7 Jelaskan dengan contoh tentang a. Inti bersel penuh b. Inti bersel tunggal c. Inti satu lobang Jawab : a. inti bersel penuh 4 2He
Proton
: 1s2
Neutron
: 1s2
b. inti bersel tunggal 5 3He
(Syukri S,2008).
Proton
: 1s2 1p1
Neutron
: 1s2
c. inti satu lobang 15 8He
Proton
: 1s2 1p6
Neutron
: 1s2 1p5 (Syukri S,2008).
5.8 Apa yang dimaksud hibridisasi nukleon. Beri contoh! Jawab : Hibridisasi yaitu penggabungan dua atau lebih orbital sehingga dihasilkan dua atau lebih orbital baru(sebanyak jumlah orbital yang bergabung). Contoh : 19
F9
Proton : [1s2, 1p3/2 4, 1p1/2 2] 1d5/2 1 1s2, 1p3/2 4, 1p1/2 1, 1d5/2 2 (Syukri S,2008).
Bukti Model Sel 5.9 Apa yang dimkasud angka ajaib ? Jawab : Angka ajaib adalah jumlah nukleon yang sudah stabil seperti pada golongan gas mulia dan berupa bilangan genap (Syukri S,2008). 5.10 Tunjukkan bahwa nukleon cenderung berpasangan! Jawab : Karena angka ajaib adalah bilangan genap,menunjukkan bahwa ada kecenderungan terjadi pasangan n-n, p-p, n-p. Buktinya adalah sebagai berikut: a. jumlah nuklida yang stabil dari sekian banyak nuklida ternyata yang stabil adalah sebanyak 274 buah b. aturan nuklida yang stabil aturan : (n+n); (p+p); (n+n); .............dst yang stabil adalah bila n-n yang berpasangan dan p-p yang berpasangan (Syukri S,2008).
5.11 Apa yang dimaksud dengan aturan (n+n), (p+p), (n+n). Jelaskan! Jawab : Aturan nuklida yang stabil, yaitu nuklida yang saling berpasangan dengan sesamanya, yaitu n-n, p-p, bukan n-p (Syukri S,2008). 5.12 Jelaskan kenapa Pb-207 adalah stabil! Jawab : 207 , 82Pb
diketahui Z = 82, N= 207-82 = 125
Suatu nuklida dikatakan stabil jika N=Z dan N > Z 125 > 82, sehingga Pb dikatakan stabil (Syukri S,2008).
5.13 Jelaskan enam bukti kebenaran model sel! Jawab : Bukti kebenaran teori model sel adalah sebagai berikut : 1. Kecenderungan berpasangan Karena angka ajaib adalah bilangan genap, menunjukkan bahwa ada kecenderungan terjadi pasangan n-n, p-p dan bukan n-p. Buktinya adalah sebagai berikut : a. Jumlah nuklida yang stabil. Dari sekian banyak nuklida ternyata yang stabil adalah sebanyak 274 buah. b. Aturan nuklida yang stabil Aturan : (n + n); (p + p); (n + n); ...........dst Yang stabil adalah bila n-n yang berpasangan dan p-p yang berpasangan 2. Isotop Stabil pada Deret Keradioaktifan Isotop akhir dari deret keradioaktifan adalah: -
Uranium :
238 92
206 82
Z=82 N=124
-
Aktinium :
235 92
207 82
Z=82 N=125
-
Torium
:
235 90
208 82
Z=82 N=126
- Neptonium:
241 94
209 83
Z=83 N=126
Dari isotop yang stabil tampak bahwa salah satu atau keduanya Z dan N adalah angka ajaib.
3. Grafik Energi Ikat rata-rata yang menonjol Perhatikan nuklida-nuklida yang berada di titik-titik puncak grafiknya. Ternyata adalah nuklida yang mempunyai Z dan N adalah genap-genap dan juga termasuk angka ajaib. Fakta ini membuktikan kebenaran teori model sel inti.
4. Kelimpahan Isotop di Bumi Nuklida yang terbanyak terdapat di bumi adalah: 138 139 140 208 56 57 58 82.
16 88 118 28 89 90 8 38 50 14 39 30
Jika diperhatikan maka ternyata nuklida-nuklida di
atas mempunyai salah satu proton atau neutron atau keduanya adalah angka ajaib. Satabil bisa dilihat dari genap-genap atau magic number. 5. Jumlah Isotop dan Isoton yang stabil Perhatikan kurva di atas, ternyata jumlah nuklida yang menonjoljumlahnya adalah bila proton atau neutronnya adalah angka ajaib. 6. Peluruhan α Peluruhan α yang menghasilkan isotop dengan ‘magic number’ mempunyai waktu paro yang relatif pendek. Dengan kata lain, peluruhan ini sangat cenderung terjadi dan ‘magic number’adalah inti yang stabil. Contoh dalam deret keradioaktifan: 213 84
208 82
+α
t½ = 46 s
Eα = 8,78 MeV
210 84
206 82
+α
t½ = 138,4 s
Eα = 5,31 MeV
213 85
209 83
+α
t½ = 0,11 μs
Eα = 9,08 MeV
211 85
207 83
+α
t½ = 72 h
Eα = 5,87 MeV
(Syukri S, 2008).
Referensi
Syukri S.1999. Kimia Dasar 1.Bandung : ITB Syukri S.2008. Radiokimia.Padang : UNP https://nsaadah75.wordpress.com/2011/02/24/momentum-sudut/
