Massa Defek dan Energi Ikat Inti Atom,

Inti atom tersusun oleh dua partikel yaitu proton dan neutron, proton bermuatan positif sedangkan neutron tidak bermuatan atau netral. Kemudian proton dan neutron ini disebut dengan nukleon atau nuklida. Dengan kata lain, nucleon merupakan inti atom.

Inti atom dilambangkan dengan ZXA dan X menyatakan nama inti atom, Z menyatakan nomor atom, dan A menyatakan nomor massa atom. Misalnya inti atom karbon memiliki nomor atom 6 sedangkan nomor massanya 12, dengan demikian lambang atom karbon tersebut dapat dituliskan 6C12.

Nomor atom Z menyatakan jumlah proton (P) dalam inti atom atau jumlah electron (E) yang mengelilingi inti dan nomor massa A menyatakan jumlah proton (P) dan neutron (N) yang terdapat pada inti atom atau jumlah nukleon.

Jadi A = P + N dan Z = P atau E (electron).

(Z=P/E)X(P+N=A)

Pengertian Massa Defek Inti Atom

Dari penjelasan di atas, diketahui bahwa inti adalah tersusun dari proton dan neutron, sehingga massa inti adalah jumlah massa proton dan massa neutron (yaitu massa nucleon). Namun  demikian, kenyataannya, massa inti selalu lebih kecil dari pada massa nucleon (atau lebih kecil dari pada massa proton + neutron). Jadi ada selisih antara massa nucleon dengan massa inti. Selisih ini disebut dengan massa defek. Massa defek ini berubah menjadi energi yang mengikat inti.  Energi ini disebut energi ikat inti.

Inti atom dengan lambang ZXA memiliki sejumlah Z proton dan sejumlah (A – Z) neutron. Jika massa proton mp dan massa neutron mn maka jumlah total massa proton dan massa neutron (atau massa nucleon) adalah:

Z . mp + (A – Z) . mn.

Dan jika massa inti atom adalah m, maka massa defeknya dapat dihitung berdasarkan formulasi rumus berikut.

Δm = Z . mp + (A – Z) . mn. – m

Pengertian Gaya Ikat Inti Atom

Gaya ikat inti adalah Gaya yang menyebabkan nulkeon bisa bersatu (mengikat) di dalam inti. Gaya inti atau gaya nuklir ini menyebabkan proton dan neutron tetap berada dalam inti. Gaya gravitasi menyebabkan gaya Tarik -menarik antarmassa nukleon, yaitu proton dengan proton, proton dengan neutron, atau neutron dengan neutron. Sedangkan gaya elektrostatis menyebabkan gaya tolak -menolak antara muatan proton dan proton. Gaya ikat inti lebih besar dibandingkan gaya gravitasi dan gaya elektrostatis.

Gaya ikat inti bekerja antara proton dengan proton, proton dengan neutron, atau neutron dengan neutron. Gaya ikat inti bekerja pada jarak yang sangat dekat sampai dengan jarak pada diameter inti atom (10-15 m).

Pengertian Energi Ikat Inti Atom

Energi ikat inti inti (atau binding energy) merupakan jumlah energi yang harus diberikan untuk memecahkan inti menjadi proton dan neutron. Dengan kata lain, Energi inti menggambarkan energi yang diperlukan untuk melepas ikatan proton dan neutron menjadi terpisah. Besarnya Energi ikat inti dapat dihitung dengan rumus persamaan berikut:

E =Δm c2

Dengan keterangan

Δm = massa defek, kg

c = 3.0 x 108 m/s merupakan cepat rambat gelombang cahaya,

E = energi ikat inti, joule

Jika massa defek dinytakan dalam satuan sma, maka energi ikat inti menjadi seperti berikut:

E = Δm 931,5 MeV

Dalam hal ini, energi ikat inti ini merupakan energi yang harus diberikan untuk memecah inti menjadi proton dan neutron pembentuknya.

Jika Energi ikat inti dibagi dengan nomor massa atom A, maka energi ini menjadi energi ikat rata- rata setiap nucleon dan dinyatakan dengan persamaan berikut

Eo = E/A

E0 = energi ikat rata – rata setiap nukleon.

Contoh Soal Perhitungan Massa Defek dan Energi Ikat Inti Atom.

Hitung besarnya Energi rata – rata setiap nucleon untuk inti 7N14 jika diketahui massa 7N14 = 14,003074 sma, dan massa proton = 1,007825 sma, dengan massa neutron adalah 1,008665 sma.

Jawab

Inti 7N14 terdiri dari Z=7 proton, dan (A – Z)=14-7=7 neutron, sehingga massa defeknya adalah:

Δm = Z . mp + (A – Z) . mn. – m

Δm = (7)(1,007825)+(7)(1,008665)-(14,003074)

Δm = 0,112356 sma

Energi ikat inti atomnya adalah:

E = Δm 931,5 MeV

E = (0,112356 sma)( 931,5)

E = 104,7 MeV

Sedangkan Energi rata – rata setiap nucleon dihitung dengan persamaan berikut

E0 =E/A =104,7 MeV/(14)

E0= 7,43 MeV

Daftar Pustaka:

  1. Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,
  2. Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
  3. Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
  4. Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Jakarta.
  5. Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
  6. Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,
  7. Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
  8. Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
  9. Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
  10. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Massa Defek Inti Atom dan Pengertian Massa Defek dan Energi Ikat Inti Atom atau Pengertian Gaya Ikat Inti Atom. Pengertian Energi Ikat Inti Atom dan Penyusun Inti atom dengan pengertian proton neutron dan Pengertian Nukleon.
  11. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Nuklida dan Pengertian Nukleon dan Nuklida dengan Muatan Proton dan Neutron. Contoh Proton dan Neutron dan lambang inti atom dengan Pengertian nomor atom.
  12. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Nomor Massa Atom dan Jumlah Proton dan Neutron dalam inti atom atau Fungsi energi ikat inti atom. Rumus persmaan Perhitungan Energi Ikat Inti Atom dengan Rumus Persamaan Gaya Ikat Inti Atom
  13. Ardra.Biz, 2019, “Contoh Soal perhitungan Energi Ikat Inti Atom. Contoh soal perhitungan Gaya ikat inti atom dengan Rumus Persamaan Perhitungan Massa Defek. Contoh soal perhitungan massa defek inti atom
  14. Ardra.Biz, 2019, “Menghitung jumlah Massa inti atom serta Menghitung massa proton dan massa neutron.Gaya Gravitasi Inti Atom dan Gaya elektrostatis inti atom dengan Pengertian Binding Energi.
  15. Ardra.Biz, 2019, “Energi pemecahan inti atom dan Satuan Massa Defek dengan Satuan Massa Proton Neutron atau Satuan Energi dan gaya ikat inti atom. Cara Menghitung Energi ikat inti rata rata nukleon.