Contoh Soal Bentuk, Ukuran, dan Gaya Inti
Contoh Soal Bentuk, Ukuran, dan Gaya Inti - Eksperimen hamburan Rutherford membuktikan bahwa, inti memiliki ukuran dan bentuk. Volume inti atom dipengaruhi oleh jumlah nukleon di dalamnya. Hal tersebut menunjukkan bahwa kerapatan nukleon setiap inti sama. Inti atom tidak mempunyai permukaan yang jelas. Meskipun demikian, sebuah inti atom tetap mempunyai jari-jari. Jari-jari inti bergantung pada massa, jumlah proton, dan neutron. Jari-jari inti dirumuskan secara empiris sebagai suatu pendekatan, yaitu sebagai berikut.
Keterangan:
A = nomor massa atom;
R = jari-jari inti (m); dan
R0 = 1,2 x 10-15 m.
A = nomor massa atom;
R = jari-jari inti (m); dan
R0 = 1,2 x 10-15 m.
Inti suatu atom dapat dianggap berbentuk bola. Pada kenyataannya, beberapa inti atom mempunyai distribusi muatan yang tidak merata. Volume bola berbanding lurus dengan R3, sehingga persamaan di atas menunjukkan bahwa volume inti berbanding lurus dengan nomor massanya. Oleh karena itu, volume inti berbanding lurus dengan AR3. Melalui pendekatan tertentu, semua inti atom mempunyai kerapatan yang sama dan dirumuskan sebagai berikut.
Kerapatan inti atom mempunyai nilai konstan dan akan berkurang mendekti nol di seluruh daerah permukaan yang arahnya keluar dari inti. Bentuk inti atom tidak selalu bulat (sferis) tetapi dapat berbentuk oblate atau prolate seperti bola rugby. Inti yang memiliki jumlah proton genap dan neutron genap selalu berbentuk bulat (sferis). Inti dengan nomor massa (A) ganjil dapat berbentuk oblate atau prolate.
⌨ Gaya Inti
Pembahasan mengenai gaya inti terjadi pada inti atom uranium. Kalian telah mempelajari bahwa inti terdiri atas neutron dan proton. Inti atom uranium tersusun atas 92 proton yang berukuran 10-12 cm. Pertanyaan yang muncul adalah bagaimana bisa beberapa proton berada saling berdekatan di dalam inti. Menurut hukum Coulomb, muatan yang sejenis akan saling tolak menolak. Seharusnya, proton akan saling tolak menolak dengan proton lain dengan gaya yang sangat besar dan inti akan pecah menjadi beberapa bagian. Akan tetapi tidak terjadi demikian di dalam inti. Keadaan tersebut menunjukkan bahwa di dalam inti ada gaya lain yang dapat mengatasi gaya tolak listrik antara proton-proton.
Gaya tersebut juga dapat mengikat neutron dan proton di dalam inti. Gaya ini disebut sebagai gaya inti. Interaksi antar nukleon bersifat kompleks. Artinya, interaksi tidak hanya bergantung pada pemisahan nukleon-nukleon, tetapi juga pada orientasi relatifnya. Interaksinya memiliki jangkauan sangat pendek, yaitu beberapa fermi (1 fermi = 10-13 cm). Kekuatan gaya antar nukleon bernilai maksimum pada pemisahan kurang dan 0,5 fermi. Untuk membandingkan gaya coulomb dan gaya inti berikut ini hasilnya.
Gaya tersebut juga dapat mengikat neutron dan proton di dalam inti. Gaya ini disebut sebagai gaya inti. Interaksi antar nukleon bersifat kompleks. Artinya, interaksi tidak hanya bergantung pada pemisahan nukleon-nukleon, tetapi juga pada orientasi relatifnya. Interaksinya memiliki jangkauan sangat pendek, yaitu beberapa fermi (1 fermi = 10-13 cm). Kekuatan gaya antar nukleon bernilai maksimum pada pemisahan kurang dan 0,5 fermi. Untuk membandingkan gaya coulomb dan gaya inti berikut ini hasilnya.
a. Pemisahan kira-kira 1 fermi, gaya inti antara dua proton adalah 30 s/d 40 kali kekuatan gaya tolak Coulomb.
b. Pada pemisahan 4 fermi, gaya inti dan Coulomb hampir sama.
c. P pemisahan ada 25 fermi jangkauan gaya inti lebih menurun sebanyak 10 kali dari gaya listrik.
b. Pada pemisahan 4 fermi, gaya inti dan Coulomb hampir sama.
c. P pemisahan ada 25 fermi jangkauan gaya inti lebih menurun sebanyak 10 kali dari gaya listrik.
Besaranya gaya inti tidak bergantung pada jenis nukleon yang berinteraksi, sehingga gaya inti antara p-p, n-n, dan n-p adalah sama. Jika ada nuklida yang memiliki jumlah nukleon yang sama, maka energi inti keduanya harus sama. Perbedaan energinya hanya berasal dari gaya Coulomb, karena gaya coulomb antara n-n, p-p, dan n-p adalah berlainan. Gaya inti bersifat jenuh (saturated), yaitu setiap nukleon hanya tarik-menarik dengan nukleon di sekitarnya, seperti halnya gaya Van der Walls antarmolekul cairan. Sifat jenuh gaya inti ini diamati berdasarkan kejenuhan tenaga ikat per nukleon yang sekitar 8 MeV untuk semua unsur yang bilangan massanya (A) melebihi 60.
SOAL 1
Bentuk dan ukuran inti mampu dijelaskan oleh ....
SOAL 2
Fenomena gaya inti dapat dijelaskan melalui inti atom ....
SOAL 3
Kerapatan inti atom 6C12 adalah ....
SOAL 4
Jari-jari inti atom 6C12 adalah ....
SOAL 5
Pengertian gaya inti adalah ....
SOAL 6
Pernyataan berikut ini benar, kecuali ...
SOAL 7
Jari-jari atom partikel alfa 2α4 adalah ....
SOAL 8
Jari-jari inti atom nitrogen 7N14 adalah ....
SOAL 9
Jari-jari inti unsur uranium 92U232 adalah ....
SOAL 10
Jika ada nuklida yang memiliki jumlah nukleon yang sama, maka energi inti keduanya harus sama. Perbedaan energinya hanya berasal dari ....