Kimia inti dan unsur transisi
KIMIA INTI DAN UNSURUNSUR TRANSISI
Kimia inti?
Kimia inti adalah ilmu yang mempelajari
struktur inti atom dan pengaruhnya
terhadap kestabilan inti serta reaksi-reaksi
inti yang terjadi pada proses peluruhan
radio nuklida dan transmutasi inti
Radiokimia: mempelajari zat radioaktif
dan penggunaannya dengan teknik2 kimia.
Kimia radiasi: bidang kimia yang
mempelajari efek radiasi radioaktif
terhadap materi.
Nuklida
Nuklida spesies nuklir
Contoh: 6C12, 7N14, 6O18
Rumus umum: Z
X
A
Z
X AN
dengan,
Z= nomor atom -- N = A-Z
A=nomor massa
Berdasarkan kesamaan dalam nilai A, Z,
dan N, nuklida-nuklida digolongkan
menjadi 4 tipe.
Penggolongan Nuklida
Isotop kelompok nuklida dengan Z sama
Pb204,
82
Pb206,
82
Pb207,82Pb208
Contoh: 6C14, 7N14, 8O14
Isoton kelompok nuklida dengan N sama
82
Isobar kelompok nuklida dengan A sama
Contoh:
Contoh: 1H3, 2He4
Isomer inti nuklida dengan A dan Z sama
tetapi berbeda dalam tingkat energinya
Contoh: Co60m, Co60
5 Kelompok nuklida berdasar
kestabilan dan proses
pembentukannya di alam
Nuklida stabil secara alamiah tidak mengalami
perubahan A maupun Z, misal: 1H1, 6C12, 7N14
Radionuklida alam primer radionuklida yang
terbentuk secara alamiah dan bersifat radioaktif.
Disebut primer karena waktu paruh panjang
sehingga masih bisa ditemukan sampai sekarang.
Contoh: 92U238 dengan waktu paruh=4,5x109 th
Radionuklida alam sekunder radiaktif dan
dapat ditemukan dialam. Waktu paruh pendek,
tidak dapat ditemukan di alam, tetapi dapat
dibentuk secara kontinu oleh radionuklida alam
primer, misal 90Th234 dengan waktu paruh 24 hari.
Radionuklida alam terinduksi Misal
14
C
yang dibentuk karena interaksi sinar
6
kosmik dan nuklida 7N14 di atmosfr.
Radionuklida buatan merupakan
radionuklida yang terbentuk tidak secara
alamiah, tetapi hasil sintesis.
Kestabilan inti
Faktor penentu kestabilan:
Angka banding jumlah netron terhadap
proton (n/p) yang terkandung dalam inti.
Inti yang paling stabil adalah inti yang
mempunyai nomor atom sampai 20,
memiliki n/p=1 (kestabilan diagonal)
Pasangan nukleon yang ditunjukkan oleh
hukum genap-ganjil
Energi pengikat inti pernukleon.
Angka Banding n/p
Apabila nuklida-nuklida stabil
dihubungkan maka akan diperoleh pita
kestabilan inti.
Unsur-unsur sampai dengan nomor atom
20 pita kestabilan inti membentuk sudut
45o dengan sumbu N dan Z (n/p=1).
Suatu inti dikatakan bersifat radioaktif
karena ia mengalami peluruhan spontan
disertai pemancaran radiasi.
Jenis radiasi yang dipancarkan
Partikel
dasar
Alfa
Massa
relatif
4
Muatan
Simbol
Jenis
+2
, 2He4
Partikel
Negatron
(beta)
Positron
0
-1
-, -1e0
Partikel
0
+1
Partikel
Gamma
0
0
, +1e0
Proton
1
+1
Netron
1
0
+
1
1
p
,
H
1
1
0
n1
Gelomba
ng
elektrom
agnet
Partikel
Partikel
Hukum Genap Ganjil
Dari jumlah nuklida stabil di alam, jika dikelompokkan
berdasarkan jumlah proton (Z) dan jumlah netron (N)
penyusunnya maka akan diperoleh data sbb:
Jenis nuklida
Jumlah nuklida
stabil
Z genap, N genap
165
Z genap, N ganjil
55
Z ganjil, N genap
50
Z ganjil, N ganjil
4
Data diatas menunjukkan urutan kestabilan relatif adalah Z
genap, N genap > Z genap, N ganjil> Z ganjil, N ganjil > Z
ganjil, N ganjil.
Inti yang stabil menghendaki jumlah proton dan netron
genap
Energi Pengikat Inti
Massa suatu inti selalu lebih kecil dari
jumlah massa proton dan netron.
Berdasarkan hukum kesetaraan massa
dan energi, selisih massa tersebut adalah
merupakan energi pengikat nukleon
dalam inti.
Semakin besar energi pengikat inti per
nukleon, semakin stabil nuklidanya.
Reaksi Inti Spontan dan Buatan
Unsur paling berat yang terjadi secara
alamiah adalah uranium.
Isotop uranium 92U238 secara spontan akan
memancarkan partikel alfa menjadi 90Th234.
Peluruhan 90Th234 dengan memancarkan sinr
beta akan menghasilkan 91Pa234.
Unsur-unsur dengan Z > 92 yang dikenal
dengan unsur buatan dihasilkan dari
penembakan inti dengan proton, partikel
alfa atau ion-ion positif unsur periode kedua.
Jenis Peluruhan Radioaktif
Peluruhan alfa
Peluruhan beta
Peluruhan gamma (transisi isomerik)
Pembelahan spontan
Pemancaran netron
Pemancaran netron terlambat
Peluruhan alfa
Partikel alfa terdiri atas 2 proton dan dua
netron (partikel relatif besar).
Agar suatu nuklida mampu melepaskan
partikel alfa, inti harus relatif besar.
Contoh:
210
206
4
Po
Pb
+
He
.
84
82
2
Peluruhan beta
3 jenis peluruhan beta:
Pemancaran negatron (beta negatif)
Pemancaran positron (beta positif)
Penangkapan elektron (electron capture, EC).
Contoh:
40
40 +
19K
20Ca
-1
0
;
Pemancaran negatron terjadi jika n/p > isobar yang lebih
stabil, maka dalam inti terjadi perubahan 1 n menjadi 1 p :
1H1 + -1 0 +
Se44 20Co44 + +1 0.
44 +
0
44
22Ti
-1e 21Se .
21
0
n1
Peluruhan Gamma (transisi
isomerik)
Transisi diantara isomer inti.
Seringkali suatu inti berada pada tingkat
kuantum diatas tingkat dasarnya
(metastabil).
Waktu paruh transisi isomerik
kebanyakan dalam orde
Kimia inti?
Kimia inti adalah ilmu yang mempelajari
struktur inti atom dan pengaruhnya
terhadap kestabilan inti serta reaksi-reaksi
inti yang terjadi pada proses peluruhan
radio nuklida dan transmutasi inti
Radiokimia: mempelajari zat radioaktif
dan penggunaannya dengan teknik2 kimia.
Kimia radiasi: bidang kimia yang
mempelajari efek radiasi radioaktif
terhadap materi.
Nuklida
Nuklida spesies nuklir
Contoh: 6C12, 7N14, 6O18
Rumus umum: Z
X
A
Z
X AN
dengan,
Z= nomor atom -- N = A-Z
A=nomor massa
Berdasarkan kesamaan dalam nilai A, Z,
dan N, nuklida-nuklida digolongkan
menjadi 4 tipe.
Penggolongan Nuklida
Isotop kelompok nuklida dengan Z sama
Pb204,
82
Pb206,
82
Pb207,82Pb208
Contoh: 6C14, 7N14, 8O14
Isoton kelompok nuklida dengan N sama
82
Isobar kelompok nuklida dengan A sama
Contoh:
Contoh: 1H3, 2He4
Isomer inti nuklida dengan A dan Z sama
tetapi berbeda dalam tingkat energinya
Contoh: Co60m, Co60
5 Kelompok nuklida berdasar
kestabilan dan proses
pembentukannya di alam
Nuklida stabil secara alamiah tidak mengalami
perubahan A maupun Z, misal: 1H1, 6C12, 7N14
Radionuklida alam primer radionuklida yang
terbentuk secara alamiah dan bersifat radioaktif.
Disebut primer karena waktu paruh panjang
sehingga masih bisa ditemukan sampai sekarang.
Contoh: 92U238 dengan waktu paruh=4,5x109 th
Radionuklida alam sekunder radiaktif dan
dapat ditemukan dialam. Waktu paruh pendek,
tidak dapat ditemukan di alam, tetapi dapat
dibentuk secara kontinu oleh radionuklida alam
primer, misal 90Th234 dengan waktu paruh 24 hari.
Radionuklida alam terinduksi Misal
14
C
yang dibentuk karena interaksi sinar
6
kosmik dan nuklida 7N14 di atmosfr.
Radionuklida buatan merupakan
radionuklida yang terbentuk tidak secara
alamiah, tetapi hasil sintesis.
Kestabilan inti
Faktor penentu kestabilan:
Angka banding jumlah netron terhadap
proton (n/p) yang terkandung dalam inti.
Inti yang paling stabil adalah inti yang
mempunyai nomor atom sampai 20,
memiliki n/p=1 (kestabilan diagonal)
Pasangan nukleon yang ditunjukkan oleh
hukum genap-ganjil
Energi pengikat inti pernukleon.
Angka Banding n/p
Apabila nuklida-nuklida stabil
dihubungkan maka akan diperoleh pita
kestabilan inti.
Unsur-unsur sampai dengan nomor atom
20 pita kestabilan inti membentuk sudut
45o dengan sumbu N dan Z (n/p=1).
Suatu inti dikatakan bersifat radioaktif
karena ia mengalami peluruhan spontan
disertai pemancaran radiasi.
Jenis radiasi yang dipancarkan
Partikel
dasar
Alfa
Massa
relatif
4
Muatan
Simbol
Jenis
+2
, 2He4
Partikel
Negatron
(beta)
Positron
0
-1
-, -1e0
Partikel
0
+1
Partikel
Gamma
0
0
, +1e0
Proton
1
+1
Netron
1
0
+
1
1
p
,
H
1
1
0
n1
Gelomba
ng
elektrom
agnet
Partikel
Partikel
Hukum Genap Ganjil
Dari jumlah nuklida stabil di alam, jika dikelompokkan
berdasarkan jumlah proton (Z) dan jumlah netron (N)
penyusunnya maka akan diperoleh data sbb:
Jenis nuklida
Jumlah nuklida
stabil
Z genap, N genap
165
Z genap, N ganjil
55
Z ganjil, N genap
50
Z ganjil, N ganjil
4
Data diatas menunjukkan urutan kestabilan relatif adalah Z
genap, N genap > Z genap, N ganjil> Z ganjil, N ganjil > Z
ganjil, N ganjil.
Inti yang stabil menghendaki jumlah proton dan netron
genap
Energi Pengikat Inti
Massa suatu inti selalu lebih kecil dari
jumlah massa proton dan netron.
Berdasarkan hukum kesetaraan massa
dan energi, selisih massa tersebut adalah
merupakan energi pengikat nukleon
dalam inti.
Semakin besar energi pengikat inti per
nukleon, semakin stabil nuklidanya.
Reaksi Inti Spontan dan Buatan
Unsur paling berat yang terjadi secara
alamiah adalah uranium.
Isotop uranium 92U238 secara spontan akan
memancarkan partikel alfa menjadi 90Th234.
Peluruhan 90Th234 dengan memancarkan sinr
beta akan menghasilkan 91Pa234.
Unsur-unsur dengan Z > 92 yang dikenal
dengan unsur buatan dihasilkan dari
penembakan inti dengan proton, partikel
alfa atau ion-ion positif unsur periode kedua.
Jenis Peluruhan Radioaktif
Peluruhan alfa
Peluruhan beta
Peluruhan gamma (transisi isomerik)
Pembelahan spontan
Pemancaran netron
Pemancaran netron terlambat
Peluruhan alfa
Partikel alfa terdiri atas 2 proton dan dua
netron (partikel relatif besar).
Agar suatu nuklida mampu melepaskan
partikel alfa, inti harus relatif besar.
Contoh:
210
206
4
Po
Pb
+
He
.
84
82
2
Peluruhan beta
3 jenis peluruhan beta:
Pemancaran negatron (beta negatif)
Pemancaran positron (beta positif)
Penangkapan elektron (electron capture, EC).
Contoh:
40
40 +
19K
20Ca
-1
0
;
Pemancaran negatron terjadi jika n/p > isobar yang lebih
stabil, maka dalam inti terjadi perubahan 1 n menjadi 1 p :
1H1 + -1 0 +
Se44 20Co44 + +1 0.
44 +
0
44
22Ti
-1e 21Se .
21
0
n1
Peluruhan Gamma (transisi
isomerik)
Transisi diantara isomer inti.
Seringkali suatu inti berada pada tingkat
kuantum diatas tingkat dasarnya
(metastabil).
Waktu paruh transisi isomerik
kebanyakan dalam orde