RDP's: MATERI DAN ENERGI

A. Pengertian Materi

“Materi atau benda adalah besaran yang dapat dinyatakan baik bentuk maupun ukurannya. Klasifikasi benda dinyatakan melalui ukurannya , diisentifikasi dari yang berukuran makro smpai ke yang mikro. Benda – benda yang besar mudah terlihat sampai benda-benda yang paling kecil, bahkan yang tidak dapat diamati lagi secara visual, semuanya akan disebut sebagai materi.” (Suhartono, 2011 : 1)

Materi adalah apa saja yang ada disekeliling kita yang punya massa (berat) dan menempati ruangan.

B. Sifat – sifat Materi

Semua materi mempunyai sifat yang khas. Misalnya, air, gula, dan tembaga, masing - masing mempunyai seperangkat sifat atau ciri yang membedakannya dari semua zat lain dan memberinya identitas yang unik.

Pada umumnya, sifat materi dapat dibagi dalam 2 macam, yaitu sifat intensif dan sifat ekstensif. Sifat intensif adalah kualitas yang bersifat khas dari tiap contoh zat, tidak peduli bentuk dan ukuran zat. Sedangkan sifat ekstensif adalah sifat yang tidak khas dari zat dan tergantuk pada bentuk dan ukuran zat tersebut.

Selain itu, sifat- sifat materi dapat pula digolongkan dalam sifat kimia dan sifat fisika. Sifat kimia adalah kualitas yang khas dari suatu zat yang menyebabkan zat itu berubah, baik sendirian maupun berinteraksi dengan zat lain, dan dengan berubah itu membentuk zat yang berlainan. Dengan kata lain, sifat kimia menyatakan interaksi antara zat - zat. Sifat kimia adalah sifat intensif, misalnya, reaksi suatu zat dengan oksigen, kelarutan dalam asam, dsb.

Sifat Fisika adalah karakteristik suatu zat yang membedakannya dari zat- zat lain sehingga dapat digunakan untuk menerangkan penampilan suatu zat. Contoh sifat fisika adalah titik didih, rapatan, viskositas, warna, kilap, dsb.

C. Perubahan Materi

Perubahan suatu materi dapat dibedakan atas:

a. Perubahan kimia, yaitu perubahan yang mengakibatkan terbentuknya zat – zat baru. Zat baru hasil perubahan kimia ini biasanya memiliki sifat kimia yang berbeda dengan zat pembentuknya. Perubahan kimia ini biasanya diikuti dengan perubahan energi yang besar.

Contoh :

- Besi berkarat : sepotong besi yang dibiarkan dalam keadaan lpembab dan karena reaksi udara, beberapa waktu kemudian akan timbul karat yang merupakan materi baru hasil reaksi.

- Pembakaran : sehelai kertas yang dibakar akan menghasilkan abu.

b. Perubahan Fisika, yaitu perubahan yang tidak mengakibatkan terbentuknya zat baru. Dan hanya mengakibatkan perubahan tasa. Pada perubahan fisika, sifat kimia zat tidak berubah dan biasanya hanya disertai dengan perubahan energi yang kecil.

Contoh :

- Penguapan : air yang dipanaskan akan berubah menjadi uap air.

- Pembekuan : air yang didinginkan sampai 0 akan membeku menjadi es.

Jadi, perubahan materi secara fisika termasuk perubahan tingkat wujud materi, seperti menguap, membeku, melarut, menghambur, dsb.

D. Klasifikasi materi

Materi yang ada disekitar kita berada dalam banyak bentuk yang berbeda- beda sehingga untuk memudahkan kita dalam mempelajarinya perlu dilakukan pengklasifikasian.

Materi dapat digolongkan sebagai zat murni dan campuran (gambar 2.1).

a. Zat murni dapat dibedakan lagi menjadi unsur dan senyawa. Unsur adalah zat- zat yang tidak dapat diuraikan oleh perubahan kimia sederhana menjadi duazat atau lebih. Contoh : emas, perak, tembaga, lutetium, prometium, dsb. Unsur biasanya dibedakan menjadi unsur logam dam unsur non logam. Emas, tembaga dan perak adalah unsur logam sedangkan karbon, belerang (sulfur) adalah unsur non logam. Senyawa adalah zat dengan susunan atau komposisi tertentu yang dapat diuraikan oleh proses kimia sederhana menjadi dua zat atau lebih yang berlainan. Garam dapur, natrium klorida, merupakan contoh senyawaan. Zat berbentuk kristalin putih ini dapat diuraikan menjadi logam aktif mengkilap (natrium) dan suatu gas kuning kehijauan yang bersifat racun (klor). Sifat zat yang diperoleh dengan penguraian suatu senyawa ini berbeda dengan sifat senyawanya. Dewasa ini dikenal lebih dari 106 unsur dan lebih dari 4 juta senyawa.

b. Campuran adalah bahan yang mengandung 2 zat baerlainan atau lebih, dimana sifat masing – masing zat penyusunnya masih ada. Campuran dapat dibedakan dalam 2 macam, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen. Pada Campuran homogen tiap bagian, komposisinya sama, tidak ada bagian yang dapat dibedakan satu dari yang lain. Contoh campuran homogen adalah larutan gula dalam air. Pada campuran heterogen, tiap bagian, komposisinya serbaneka, pada campuran ini terdapat bagian – bagian yang nampak berlainan. Komponen komponen pada campuran ini dapat memisahkan diri secara fisis karena perbedaan sifatnya. Contoh campuran heterogen adalah campuran garam dan merica.

E. Pengertian Struktur Materi

“Struktur materi memperlihatkan sistem kebendaan dari yang besar sampai yang kecil, termasuk sampai dengan sifat khusus masing-masing. Benda dapat diurai kedalam struktur-struktur yang lebih kecil, mulai dari molekul, atom, hingga kemudian menjadi struktur terkecil yaitu partikel. Kecuali strukturnya berubah, demikian juga karakter masing-masing struktur beerbeda, baik secara fisika maupun secara kimiawi” (Suhartono, 2011: 2)

Gambar 2.2 : Bagan Struktur Materi

F. Pengertian Molekul, Atom dan Partikel

Molekul

Semua materi dapat dipecah menjadi bagian yang sangat kecil, yang disebut molekul yang masih memiliki sifat-sifat materi. Misalnya, molekul gula adalah bagian terkecil dari gula yang masih memiliki sifat-sifat gula.

Pada masa Robert Boyle, yakni abad XVII, para ahli fisika mengembangkan sebuah teori baru tentang struktur materi, yaitu teori molekul. Menurut pendapat ini partikel terkecil zat disebut molekul. Molekul-molekul zat yang sama akam mempunyai sifat yang sama.

“Molekul adalah struktur terkecil bendawi, yang masih sama sifat fisika dan sifat kimianya dengan benda induknya. Air adalah benda yang mudah dikenali, yang teridiri dari molekul-molekul air yang disebut H₂O. H₂O adalah struktur molekuler yang tidak mudah diamati, tetapi memiliki karakter kimia dan fisika yang sama persis dengan benda induknya, yaitu air.” (Suhartono, 2011: 2)

Atom

Sebuah molekul ternyata masih dapat dipecah lagi menjadi atom akan menentukan jenis molekul materi, sehingga atom disebut sebagai unsur dasar penyusun materi. Atom berukuran sangat kecil sehingga sukar dilihat walaupun dengan mikroskop yang kuat.

Demokritos (460 – 370 SM), menyatakan bahwa struktur zat adalah discontinue dan bahwa semua materi terdiri atas partikel-partikel yang amat kecil yang disebut atom (a = tidak, tomos = dibagi). Pada waktu itu semua benda dianggap terdiri dari substansi yang sama, yaitu atom.

Sedangkan John Dalton (1766-1844) mengemukakan hipotesa mengenai substansi dasar dari semua materi yang dikenal dengan teori Dalton. Prinsip dari teori atom Dalton ini adalah :

a. Tiap unsur terdiri dari partikel-partikel kecil yang disebut atom. Atom tidak dapat dibagi-bagi lagi.

b. Atom dari unsur yang sama mempunyai sifat yang sama, sedangkan atom di unsur yang berbeda mempunyai sifat yang berbeda.

c. Kumpulan atom sejenis dapat membentuk unsur, sedangkan kumpulan atom yang berlainan akan membentuk senyawa.

d. Atom-atom yang saling mengikat secara kimiawi akan memnbentuk molekul.

Kemajuan pesat di bidang Ilmu Pengetahuan Alam pada abad XX ini menyebabkan timbulnya perbedaan pendapat tentang konsep teori atom dan molekul. Saat ini batasan untuk atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang dapat mengambil bagian dalam perubahan-perubahan kimia.

Partikel

Struktur penyusun atom disebut partikel. Ada tiga jenis partikel yaitu proton dan neutron sebagai inti atom dan elektron yang terdapat pada lintasan atau orbit atom. Ketiga jenis partikel tersebut masing-masing memiliki persamaan sifat untuk jenis partikel yang sama.

Tabel 2.3 : Simbol, Muatan dan Massa Partikel

Partikel: Karakter:	Elektron	Proton	Neutron
Lokasi	Orbit/Shell/Kulit	Inti/Nukleus	Inti/Nukleus
Simbol	e	p	n
Muatan Listrik	-1	+1	0
Massa Relatif	1	1836	1838
Massa (Kg)	9,109 x 10^-31	1,673 x 10^-27	1,675 x 10^-27
Atomic Massa Unit (AMU)	0,000549	1,00728	1,00867
Nomor Massa	0	1	1

G. Struktur Atom, Simbol Atom, dan Isotop

1. Struktur Atom

Atom tersusun dari partikel elektron pada lintasan, dan partikel proton serta neutron dalam inti. Tiap jenis atom memiliki sejumlah partikel tertentu dengan formula dan energi tertentu. Niels Bohr (1885) mendeskripsikan struktur atom hidrogen (¹H₁) yang terdiri dari satu proton dalam inti dan satu elektron dalam lintasan. Elektron bergerak mengelilingi inti pada lintasannya.

Gambar 2.4 : Gambar struktur atom hidrogen (¹H₁)

Atom hidrogen (¹H₁) hanya memiliki satu partikel dalam inti dan satu elektron dalam orbit. Jenis atom lainnya, memiliki jumlah proton, neutron, maupun elektron yang berbeda-beda, sehingga konfigurasi elektronnya juga berbeda. Bohr dan Rutherford membuat konfigurasi atom pada umumnya.

Gambar 2.5 : Konfigurasi atom Bohr-Rutherford

2. Simbol atom : ^AX_Z

A adalah notasi untuk nomor massa, yaitu bilangan yang menunjukkan banyaknya proton dan neutron dalam inti. X adalah notasi untuk simbol atom. Z adalah notasi untuk nomor atom, yaitu bilangan yang menunjukkan banyaknya elektron atau proton dalam inti. Dalam keadaan setimbang atau stabil, suatu atom akan memiliki jumlah elektron sama dengan jumlah neutron dalam inti.

Inti atom hidrogen

Dalam alam semesta ditemukan tiga bentuk inti atom hidrogen, yaitu proton, deutron dan triteuron. Masing-masing bentuk terebut mempengaruhi eksistensi atom hidrogen.

Gambar 2.6 : Macam-macam bentuk inti atom hidrogen

Tabel 2.7 : Inti atom hidrogen

Simbol	Nomor Massa (A)	Nomor Atom (Z)	Nama Inti	Nama Atom	Sifat Inti
¹H₁	1	1	Proton	Hidrogenium	Stabil
²H₁	2	1	Deutron	Deuterium	Stabil
³H₁	3	1	Tritron	Triterium	Radioaktif

Inti atom helium

Sama halnya dengan inti atom hidrogen, inti atom helium juga memiliki banyak bentuk.

Gambar 2.8 : Macam-macam bentuk inti atom helium

Tabel 2.9 : Inti atom helium

Simbol	Nomor Massa (A)	Nomor Atom (Z)	Jumlah Proton (p)	Jumlah Neutron (n)	Sifat Inti
³He₂	3	2	2	1	Helium, stabil
⁴He₂	4	2	2	2	Alpha, stabil
⁵He₂	5	2	2	3	Helium, radioaktif
⁶He₂	6	2	2	4	Helium, radioaktif
⁸He₂	8	2	2	6	Helium, radioaktif

3. Isotop

Adalah atom-atom dengan nomor atom sama, tetapi nomor massa berbeda.

Tabel 2.7 : Memperlihatkan isotop atom hidrogen dengan nomor atom sama dengan satu, tetapi nomor massanya berbeda-beda.

Tabel 2.9 : Memperlihatkan isotop atom helium dengan nomor atom sama dengan dua, tetapi nomor massanya berbeda-beda.

Isotop radioaktif

Radioaktif adalah isotop dengan inti tak stabil, dan senantiasa berproses secara internal menuju stabil sambil memancarkan radiasi. Jenis radiasi yang dipancarkan dapat berupa radiasi partikel maupun radiasi foton.

Dari isotop hidrogen, tercatat ada satu inti tak stabil, yaitu ³H₁(tritron), yang bersifat radioaktif. Dan dari isotop helium, tercatat ada helium tak stabil: ⁵He₂, ⁶He₂ dan ⁸He₂yang bersifat radioaktif.

Orbit dan elektron orbit

Posisi elektron dalam struktur atom berada di dalam inti dan dinamakan orbit. Tiap atom memiliki jumlah orbit yang berbeda, tergantung jumlah elektron yang harus ditampung. Tiap orbit diberi notasi secara alfabetis mulai dari atom terdalam (terdekat dengan inti) yaitu K, L, M, N dan seterusnya.

Daya tampung orbit

Tiap orbit memiliki daya tampung terbatas, jumlahnya ditentukan dengan rumus:

Keterangan: n = nomor orbit

Jika n adalah orbit ke-1, yaitu orbit K, maka jumlah maksimum elektron yang dapat ditampung pada orbit K adalah = 2 x 1²= 2 elektron. Begitu pula seterusnya.

Gambar 2.10 : Jumlah elektron maksimum

Tabel 2.11 : Jumlah elektron maksimum

H. Pengertian Energi

Energi adalah kemampuan suatu benda atau sistem untuk melakukan kerja. Di dalam IPA yang dimaksud kerja ialah usaha gerak melawan hambatan. Seseorang yang mengangkat usaha gerak melawan hambatan itulah kerja yang menggunakan energi.

Energi dapat memindahkan materi dari sutu tempat ke tempat lain. Energi dapat mempunyai berbagai bentuk, antara lain: gerak, cahaya, panas, tenaga kimia, tenaga atom, dsb.

Energi dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lain. Perubahan bentuk energi ini disebut transformasi energi. Misalnya, energi potensial air (air terjun) dapat diubah menjadi energi listrik dan seterusnya.

Walaupun energi dapat diubah menjadi energi yang setara, tetapi energi itu tidak dapat dimusnahkan dan juga tidak dapat dibuat. Hal ini disebut Hukum Kekekalan Energi.

I. Jenis dan Bentuk Energi

1. Jenis Energi

Setiap benda, baik dalam keadaan diam atau bergerak, memiliki energi. Terdapat dua jenis energi, yaitu energi potensial (diam) dan energi kinetik (gerak).

a. Energi potensial disebut juga tenaga tempat

Yaitu suatu potensi yang dapat menyebabkan benda bergerak.

Misalnya, energi yang tersimpan dalam air yang dibendung pada ketinggian tertentu dalam sebuah waduk yang bersifat tidak aktif, mempunyai energi potensial (energi tempat).

Ep = m g h

Secara matematis, besarnya energi potensial tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan : m = massa benda (kg)

g = besar gravitasi bumi (m/s²)

h = jarak ketinggian benda (m)

b. Energi kinetik disebut juga tenaga gerak

Yaitu energi yang dimiliki oleh suatu benda yang bergerak. Misalnya, bila waduk pada ketinggian tertentu dibuka, air mengalir dengan deras dan energi air menjadi aktif, mengalirnya air ini dikarenakan energi kinetik (tenaga gerak).

Ek = ½ mv²

Secara matematis, besarnya energi kinetik tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan : m = massa benda (kg)

v = kecepatan gerak benda (m/s)

2. Bentuk Energi

Dikenal bermacam-macam bentuk energi, misalnya : energi panas, energi listrik, energi magnetik, energi radiasi, dan lain-lain.

a. Energi Panas

Energi panas sering disebut sebagai kalor. Pemberian panas kepada suatu benda dapat menyebabkan kenaikan suhu benda itu, bahkan kadang-kadang dapat menyebabkan perubahan bentuk, perubahan ukuran atau perubahan ukuran volume benda itu.

Pada waktu merebus air, energi panas (misalnya, yang berasal dari kayu bakar atau minyak tanah) diberikan kepada air, sehingga suhu air naik. Jika pemberian energi panas diteruskan sampai suhu air mencapai titik didihnya, maka air akan menguap dan berubah bentuk menjadi uap air.

b. Energi Magnetik

Setiap magnet mempunyai dua macam kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Jika dua batang magnet saling didekakan kutub-kutubnya maka akan saling tolak menolak apabila dua kutub yang didekatkan itu sejenis. Sedangkan apabila dua kutub yang didekatkan berlainan, maka akan saling tarik menarik.

Kedua kutub magnet itu memiliki kemampuan untuk saling melakukan gerakan. Kemampuan itu adalah energi yang tersimpan dalam magnet dan disebut energi magnetik. Makin besar energi magnetik yang dimiliki suatu magnet, maka makin besar pula gaya yang ditimbulkan gaya oleh magnet itu.

c. Energi Listrik

Benda-benda di alam ini mengandung muatan listrik yang terjadi sebagai akibat gesekan benda-benda tersebut. Saat udara kering pada beberapa benda dapat terjadi penimbunan muatan listrik.

Berdasarkan teori terbaru tentang listrik, yaitu teori elektron, benda netral adalah benda yang tidak bermuatan listrik karena jumlah muatan positifnya sama dengan muatan negatifnya. Benda bermuatan negatif apabila ada penambahan elektron, sedangkan benda dikatakan bermuatan positif apabila ada pengurangan elektron.

Alexander Volta pada tahun 1800, berhasil membuat sel listrik dengan menggunakan lempengan-lempengan seng dan tembaga yang disusun sejajar dan disisipi kertas sebagai separator. Susunan semacam ini disebut elektroda. Elektroda yang bermuatan positif disebut anoda, dan yang bermuatan negatif disebut katoda. Elektroda-elektroda tersebut dilarutkan kedalam larutan garam yang disebut elektrolit. Aliran listrik timbul akibat adanya perbedaan potensial dalam sel listrik.

d. Energi Nuklir

Energi nuklir didapatkan apabila suatu atom pecah menjadi atom yang lain dan pecahnya atom tersebut disertai pembebasan energi.

Inti atom mengandung proton dan neutron yang terikat satu sama lain. Proton bermuatan positif, sedangkan neutron tidak bermuatan. Di sekeliling inti bergerak elektron yang bermuatan negatif.

Proton dan neutron terikat kuat oleh timbunan tenaga ikat. Tenaga ikat tersebut sangat kuat sehingga untuk melepaskannya harus menggunakan tenaga yang sangat besar.

Enrico Fermi secara kebetulan berhasil memecahkan inti atom dan menghasilkan tenaga yang luar biasa besarnya dalam bentuk radiasi. Tenaga yang sangat kuat tersebut merupakan kumpulan energi yang disebut energi nuklir.

e. Energi Matahari

Energi matahari adalah energi yang paling besar di alam ini. Matahari memancarkan energinya dalam bentuk gelombang-gelombang radiasi. Energi yang dipancarkan ini besarnya tidak kurang dari 3,8 x 10³³ erg tiap detik. Di antara jumlah energi yang dipancarkan itu, bumi hanya memancarkan sedikit sekali dibandingkan dengan seluruh energi yang dipancarkan.

Energi matahari dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan diantaranya:

1) Pemakaian satelit buatan

2) Kompor matahari

3) Proses fotosintesis pada tumbuhan

4) Penyulingan air, dll.

f. Energi Radiasi

Energi radiasi dapat diartikan sebagai energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang. Radiasi sebagai energi terdiri dari dua macam, yaitu energi radiasi partikel dan energi radiasi elektromagnetik/foton. Kedua jenis energi radiasi tersebut dibedakan lagi berdasarkan muatan listriknya menjadi radiasi pengion dan radiasi non pengion.

Jenis-jenis Radiasi

Radiasi terdiri dari beberapa jenis dan setiap jenis dari radiasi tersebut memiliki panjang gelombang masing-masing.

Gambar 2.12: Jenis dan Panjang Gelombang Radiasi

Ditinjau dari massanya, radiasi dapat dibagi menjadi radiasi foton (elektromagnetik) dan radiasi partikel.

1) Radiasi foton (elektromagnetik) adalah radiasi yang tidak memiliki massa karena hanya memancarkan radiasi (saja) tanpa disertai materi (partikel) . Radiasi ini terdiri dari gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik.

2) Radiasi partikel adalah radiasi yang memiliki massa terukur dan pancaran partikel yang berenergi tinggi, misalnya radiasi partikel beta, alfa dan neutron. Partikel beta dengan simbol ^-1β₀ menunjukkan bahwa jumlah massa dari radiasi tersebut adalah 0 dan jumlah muatannya adalah 1 negatif. Partikel alfa dengan simbol ²α₄ menunjukkan bahwa partikel ini memiliki massa sebesar 4 satuan massa atom (sma) dengan jumlah muatan sebesar positif 2. Sedangkan partikel neutron dengan simbol ⁰n₁ menunjukkan jumlah massa dari neutron adalah 1 sma dan jumlah muatannya adalah 0.

Ditinjau dari muatan listriknya, radiasi terbagi menjadi radiasi non pengion dan pengion.

1) Radiasi non-pengion adalah radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi atau tidak dapat mengionisir bahan yang dilaluinya. Termasuk ke dalam radiasi non-pengion adalah gelombang radio, gelombang mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet.

2) Radiasi pengion adalah radiasi yang apabila menumbuk atau menabrak suatu materi, akan muncul partikel bermuatan listrik yang disebut ion. Peristiwa terjadinya ion ini disebut ionisasi. Ion-ion hasil ionisasi ini dapat menimbulkan efek atau pengaruh pada bahan/materi, termasuk benda hidup, yang berinteraksi oleh radiasi. Radiasi pengion terkadang disebut juga sebagai radiasi atom atau radiasi nuklir. Yang termasuk ke dalam radiasi pengion adalah sinar-x, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel beta, alfa dan neutron. Partikel beta, alfa dan neutron dapat menimbulkan ionisasi secara langsung. Sedangkan sinar-x, sinar gamma dan sinar kosmik, meskipun tidak memiliki massa dan muatan listrik, juga termasuk golongan radiasi pengion karena dapat menimbulkan ionisasi secara tidak langsung.

Gambar 2.13 : Daya Tembus Radiasi Pengion

J. Macam-macam Energi pada Tingkat Atom

Atom sebagai suatu sistem yang solid, melibatkan ikatan materi dan energi sedemikian rupa. Dalam keadaan setimbang stabil, tiap elektron berada pada lintasannya, berputar terus menerus mengelilingi inti atom, selama tidak ada gangguan yang dialaminya. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa:

1. Dalam diamnya, atom menyimpan materi yang memiliki energi.

2. Ada ikatan energi antara inti dengan elektron sehingga elektron dapat tetap berada pada lintasannya dan bergerak secara beraturan mengililingi inti.

Energi partikel inti

Partikel inti sebagai pusat sistim memiliki energi yang sangat besar untuk mengendalikan sistim atom. Energi tersebut dinamakan energi inti, yang bekerja kuat dalam medan inti dan terhadap elektron-elektron orbit yang dimiliki oleh atom tersebut.

Energi elektron orbit

Terhadap elektron orbit berkerja gaya tarik inti yang disebut gaya sentripetal. Gaya tersebut menarik elektron kearah inti, dan menghasilkan energi ikat elektron orbit. Disamping itu elektron juga memiliki gaya gerak untuk meninggalkan inti (gata sentrifugal), akibat dari kecepatan geraknya, yang disebut energi kinetik elektron orbit.

Suatu atom apabila berada dalam keadaan stabil, maka kedua gaya tersebut diatas bekerja seimbang, dimana menghasilkan gaya resultannya merupakan gerakan melingkar elektron secara beraturan mengelilingi inti.

Energi inti dan kesetimbangan atom

Atom apabila berada pada kesetimbanagn stabil, elektron-elektron bergerak mengelilingi inti pada orbitnya masing-masing, terus menerus tanpa inti, kecuali ada gangguan terhadap kesetimbanagn tersebut. Energi inti sangat besar pengaruhnya dalam menjaga kesetimbangan atom.

Gambar 2.14 : gaya sentripetal dan sentrifugal

Kesetimbangan gaya sentripetal denagan gaya sentrifugal menghasilkan gaya resultan yang mengakibatkan elektron orbit bergerak konstan mengelilingi inti pada lintasannya.

Gaya tarik inti terhadap elektron orbit

Ada dua hal yang sangat mempengaruhi gaya tarik inti terhadap elektron orbit, yaitu:

1. Hukum Coulomb: elektron bermuatan negatif, proton dalam inti bermuatan positif sehingga terjadi gaya tarik-menarik.

2. Hukum Newton: elektron adalah massa yang relatif sangat kecil dibandingkan partikel inti, sehingga massa inti atom menarik massa elektron orbit.

Energi ikat elektron orbit

1. Elektron pada orbit yang lebih dalam, memiliki energi ikat yang lebih besar

2. Atom dengan nomor atom lebih besar, memiliki energi ikat yang lebih besar

Tabel 2.15 : Energi ikat elektron orbit pada carbon, barium dan tungsten

Energi ikat (keV) Orbit	Atom Carbon (¹²C₆)	Atom Barium (¹³⁷Ba₅₆)	Atom Tungsten (¹⁸⁴W₇₄)
K	0,284	37,441	69,525
L	0,006	5,989	12,100
M	-	1,293	2,820
N	-	0,253	0,595
O	-	0,039	0,077

RDP's

Friday, November 8, 2013

MATERI DAN ENERGI