Nuklida: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k Alihkan ke Isotop |
Rescuing 1 sources and tagging 0 as dead.) #IABot (v2.0.9.2 |
||
| (8 revisi perantara oleh 3 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
'''Nuklida''' (atau '''nukleida''', dari [[Inti atom|nukleus]], juga dikenal sebagai spesies nuklir) adalah kelas atom yang dicirikan oleh jumlah [[proton]] mereka, ''Z'', jumlah [[neutron]] mereka, ''N'', dan [[Tingkat energi|keadaan energi]] nuklir mereka.<ref>{{cite book|author=IUPAC|editor1=A. D. McNaught |editor2=A. Wilkinson|year=1997|chapter=Nuclide|chapter-url=http://goldbook.iupac.org/terms/view/N04257|title=Compendium of Chemical Terminology|publisher=Blackwell Scientific Publications|doi=10.1351/goldbook.N04257|isbn=978-0-632-01765-2|title-link=Compendium of Chemical Terminology|author-link=IUPAC}}</ref>
Kata '''nuklida''' pertama kali diciptakan oleh [[Arti nama planet minor: 4001–5000#177|Truman P. Kohman]] pada tahun 1947.<ref>{{cite journal |title=Proposed New Word: ''Nuclide'' |last=Kohman |first=Truman P. |date=1947 |volume=15 |issue=4 |pages=356–7 |journal=American Journal of Physics |doi=10.1119/1.1990965 |bibcode=1947AmJPh..15..356K}}</ref><ref>{{cite news |url=http://old.post-gazette.com/pg/10121/1054684-122.stm |title=Obituary: Truman P. Kohman / Chemistry professor with eyes always on stars |last=Belko |first=Mark |date=1 Mei 2010 |newspaper=Pittsburgh Post-Gazette |access-date=22 Juli 2022}}</ref> Kohman mendefinisikan ''nuklida'' sebagai "spesies atom yang dicirikan oleh konstitusi intinya" yang mengandung sejumlah neutron dan proton. Istilah ini awalnya berfokus pada nukleus.
==Nuklida vs. isotop==
Nuklida adalah spesies atom dengan jumlah proton dan neutron tertentu dalam inti mereka, misalnya karbon-13 dengan 6 proton dan 7 neutron. Konsep ''nuklida'' (mengacu pada spesies nuklir individu) menekankan sifat inti di atas sifat kimia, sedangkan konsep ''[[isotop]]'' (mengelompokkan semua atom dari setiap unsur) menekankan sifat kimia di atas sifat inti. Jumlah [[neutron]] memiliki efek besar pada sifat inti, tetapi [[Efek isotop kinetik|pengaruhnya terhadap sifat kimia]] dapat diabaikan untuk sebagian besar unsur. Bahkan untuk unsur yang paling ringan, yang rasio nomor neutron terhadap nomor atomnya paling bervariasi antar isotop, biasanya hanya memiliki efek kecil, tetapi ia penting dalam beberapa keadaan, unsur paling ringan, efek isotopnya cukup besar untuk mempengaruhi sistem biologisnya dengan kuat. Untuk helium, helium-4 mematuhi [[statistik Bose–Einstein]], sedangkan helium-3 mematuhi [[statistik Fermi-Dirac|statistik Fermi–Dirac]]. Karena ''isotop'' adalah istilah yang lebih tua, ia lebih dikenal daripada ''nuklida'', dan kadang-kadang masih digunakan dalam konteks di mana ''nuklida'' mungkin lebih tepat, seperti [[teknologi nuklir]] dan [[kedokteran nuklir]].
==Jenis nuklida==
<!--[[File:Island_of_Stability.svg|thumb|right|500px|Kestabilan nuklida]]-->
Meskipun kata nuklida dan isotop sering digunakan secara bergantian, menjadi isotop sebenarnya hanya satu hubungan antara nuklida. Tabel berikut menyebutkan beberapa relasi lainnya.
<!-- This table conflicts with the sidebar in narrow windows. HTML experts, please fix it. -->
{| class="wikitable" style="float:left; margin:0em 0em 0em 1em;"
!Penamaan
!Karakteristik
!Contoh
!Catatan
|- style="height:2em;"
|[[Isotop]]
|jumlah proton sama ([[Nomor atom|Z]]<sub>1</sub> = Z<sub>2</sub>)
|[[Karbon-12|{{nuclide|C|12}}]], [[Karbon-13|{{nuclide|C|13}}]], [[Karbon-14|{{nuclide|C|14}}]]
|
|- style="height:2em;"
|[[Isoton]]
|jumlah neutron sama ([[Jumlah neutron|N]]<sub>1</sub> = N<sub>2</sub>)
|[[Karbon-13|{{nuclide|C|13}}]], [[Nitrogen-14|{{nuclide|N|14}}]], [[Oksigen-15|{{nuclide|O|15}}]]
|
|- style="height:2em;"
|[[Isobar (nuklida)|Isobar]]
|nomor massa sama (Z<sub>1</sub> + N<sub>1</sub> = Z<sub>2</sub> + N<sub>2</sub>)
|[[Nitrogen-17|{{nuclide|N|17}}]], [[Oksigen-17|{{nuclide|O|17}}]], [[Fluorin-17|{{nuclide|F|17}}]]
|lihat [[peluruhan beta]]
|- style="height:2em;"
|Isodiafer
|kelebihan neutron yang sama (N<sub>1</sub> − Z<sub>1</sub> = N<sub>2</sub> − Z<sub>2</sub>)
|[[Karbon-13|{{nuclide|C|13}}]], [[Nitrogen-15|{{nuclide|N|15}}]], [[Oksigen-17|{{nuclide|O|17}}]]
|Contohnya adalah isodiafer dengan kelebihan neutron 1.<br/>
Sebuah nuklida dan produk [[peluruhan alfa]]nya adalah isodiafer.<ref name=sharma/>
|- style="height:2em;"
|[[Inti cermin]]
|nomor neutron dan proton ditukar<br/>
(Z<sub>1</sub> = N<sub>2</sub> ''dan'' Z<sub>2</sub> = N<sub>1</sub>)
| style="text-align: center;" |[[Hidrogen-3|{{nuclide|H|3}}]], [[Helium-3|{{nuclide|He|3}}]]
|
|- style="height:2em;"
|[[Isomer nuklir]]
|nomor proton ''dan'' nomor massa sama,<br/>
tetapi dengan keadaan energi yang berbeda
| style="text-align: center;" |[[Teknesium-99|{{nuclide|Tc|99}}]], [[Teknesium-99m|{{nuclide|Tc|99m}}]]
|m=metastabil (keadaan tereksitasi berumur panjang)
|}
{{Clear|left}}
Himpunan nuklida dengan nomor proton ([[nomor atom]]) yang sama, dari [[unsur kimia]] yang sama tetapi [[nomor neutron]] yang berbeda, disebut [[isotop]] dari unsur tersebut. Nuklida tertentu masih sering secara longgar disebut "isotop", tetapi istilah "nuklida" adalah istilah yang benar secara umum (yaitu, ketika ''Z'' tidak tetap). Dengan cara yang sama, satu set nuklida dengan [[nomor massa]] ''A'' yang sama, tetapi [[nomor atom]] yang berbeda, disebut [[isobar (nuklida)|isobar]] (isobar = sama dalam berat), dan [[isoton]] adalah nuklida dengan jumlah neutron yang sama tetapi nomor proton yang berbeda. Demikian juga, nuklida dengan kelebihan neutron (''N'' − ''Z'') yang sama disebut isodiafer.<ref name=sharma>{{cite book|last=Sharma|first=B.K.|title=Nuclear and Radiation Chemistry|date=2001 |edition=7|publisher=Krishna Prakashan Media|isbn=978-81-85842-63-9|page=78}}</ref> Nama isoto'''n''' berasal dari nama isoto'''p''' untuk menekankan bahwa pada kelompok nuklida pertama ialah jumlah neutron (n) yang konstan, sedangkan pada kelompok kedua ialah jumlah proton (p).<ref>
{{cite journal
|last=Cohen |first=E. R.
|last2=Giacomo |first2=P.
|year=1987
|title=Symbols, units, nomenclature and fundamental constants in physics
|journal=Physica A
|volume=146 |issue=1 |pages=1–68
|bibcode=1987PhyA..146....1.
|citeseerx=10.1.1.1012.880
|doi=10.1016/0378-4371(87)90216-0
}}</ref>
Lihat [[Isotop#Notasi|notasi isotop]] untuk penjelasan mengenai notasi yang digunakan untuk berbagai jenis nuklida atau isotop.
[[Isomer nuklir]] adalah anggota dari satu set nuklida dengan jumlah proton yang sama dan nomor massa yang sama (sehingga menurut definisi membuat mereka isotop yang sama), tetapi keadaan tereksitasi yang berbeda. Contohnya adalah dua keadaan isotop tunggal [[Teknesium-99|{{nuclide|Tc|99}}]] yang ditunjukkan di antara [[skema peluruhan]]. Masing-masing dari dua keadaan ini (teknesium-99m dan teknesium-99) memenuhi syarat sebagai nuklida yang berbeda, menggambarkan satu cara bahwa nuklida mungkin berbeda dari isotop (isotop dapat terdiri dari beberapa nuklida yang berbeda dari keadaan tereksitasi yang berbeda).
Isomer nuklir yang berumur paling panjang nuklida [[tantalum-180m]] ({{nuclide|Tantalum|180m}}), yang memiliki [[waktu paruh]] lebih dari 1.000 triliun tahun. Nuklida ini terjadi secara primordial, dan tidak pernah teramati meluruh menjadi keadaan dasarnya. (Sebaliknya, nuklida keadaan dasarnya, tantalum-180, tidak terjadi secara primordial, karena meluruh dengan waktu paruh hanya 8 jam menjadi <sup>180</sup>Hf (86%) atau <sup>180</sup>W (14%).)
Ada 252 nuklida di alam yang belum pernah teramati meluruh. Mereka terjadi di antara 80 unsur berbeda yang memiliki satu atau lebih isotop stabil. Lihat [[nuklida stabil]] dan [[nuklida primordial]]. Nuklida yang tidak stabil bersifat [[Peluruhan radioaktif|radioaktif]] dan disebut dengan [[radionuklida]].[[Produk peluruhan]] mereka (produk 'anak') disebut [[nuklida radiogenik]]. 252 nuklida stabil dan sekitar 87 nuklida tidak stabil (radioaktif) terjadi secara alami di Bumi, dengan total sekitar 339 nuklida yang terjadi secara alami di Bumi.<ref>[http://www.don-lindsay-archive.org/creation/isotope_list.html] (Sumber ini memberikan 339 nuklida alami, tetapi menyebutkan 269 di antaranya sebagai stabil, bukan 252 yang terdaftar dalam [[nuklida stabil. Lihat juga [[daftar nuklida]] untuk nuklida yang hampir stabil. Ketidaksepakatan dalam angka-angka ini sebagian karena radionuklida berumur sangat panjang tertentu seperti [[bismut-209]] yang, ketika ditemukan, memindahkan [[nuklida primordial]] yang diketahui dari kategori nuklida stabil menjadi kategori nuklida primordial [[Peluruhan radioaktif|radioaktif]], tetapi tidak mengubah jumlah total nuklida alami. Daftar yang diperluas dari 339 nuklida yang ditemukan secara alami di Bumi akan mencakup nuklida seperti radium dan karbon-14 yang ditemukan di Bumi sebagai produk dari rantai peluruhan radioaktif dan proses alami seperti radiasi kosmik, tetapi bukan radionuklida primordial. Karbon-14 lebih mudah dihitung, dan nomor 34 di atas jumlah nuklida primordial stabil, dengan total 286 nuklida yang terjadi secara primordial.)</ref>
==Asal usul radionuklida alami==
<!-- [[Primordial nuclide| No. there exist also radiogenic ones which are not primordial -->Radionuklida alami dapat dengan mudah dibagi menjadi tiga jenis.<ref name="SAHRA">{{cite web|title=Types of Isotopes: Radioactive|url=http://web.sahra.arizona.edu/programs/isotopes/types/radioactive.html|publisher=SAHRA|access-date=22 Juli 2022|archive-date=2021-10-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20211017180747/http://web.sahra.arizona.edu/programs/isotopes/types/radioactive.html|dead-url=yes}}</ref> Pertama, mereka yang memiliki [[waktu paruh]] (''t''<sub>1/2</sub>) setidaknya 2% dari usia Bumi (untuk tujuan praktis, ini sulit dideteksi dengan waktu paruh kurang dari 10% dari usia Bumi) ({{val|4.6|e=9}} tahun). Mereka adalah sisa-sisa [[nukleosintesis]] yang terjadi di bintang sebelum pembentukan Tata Surya. Misalnya, [[isotop uranium]] <sup>238</sup>U (''t''<sub>1/2</sub> = {{val|4.5|e=9}} tahun) masih cukup melimpah di alam, tetapi isotop <sup>235</sup>U (''t''<sub>1/2</sub> = {{val|0.7|e=9}} tahun) 138 kali lebih jarang. Sekitar 34 nuklida ini telah ditemukan (lihat [[daftar nuklida]] dan [[nuklida primordial]] untuk rinciannya).
Kelompok kedua radionuklida yang ada secara alami terdiri dari [[nuklida radiogenik]] seperti <sup>226</sup>Ra (''t''<sub>1/2</sub> = {{val|1602}} tahun), sebuah [[isotop radium]], yang terbentuk dari [[peluruhan radioaktif]]. Mereka terjadi dalam rantai peluruhan isotop primordial [[uranium]] atau [[torium]]. Beberapa nuklida ini berumur sangat pendek, seperti [[isotop fransium]]. Ada sekitar 51 nuklida anak yang memiliki waktu paruh terlalu pendek untuk menjadi primordial, dan yang ada di alam semata-mata karena peluruhan dari nuklida primordial radioaktif yang berumur lebih panjang.
Kelompok ketiga terdiri dari nuklida yang terus menerus dibuat dengan cara lain yang bukan [[peluruhan radioaktif]] spontan sederhana (yaitu, hanya satu atom yang terlibat tanpa partikel yang masuk) melainkan melibatkan [[reaksi nuklir]] alami. Mereka terjadi ketika atom bereaksi dengan neutron alami (dari sinar kosmik, [[Pembelahan spontan|fisi spontan]], atau sumber-sumber lain), atau dibombardir langsung dengan [[sinar kosmik]]. Yang terakhir, jika nonprimordial, disebut sebagai [[nuklida kosmogenik]]. Jenis lain dari reaksi nuklir alami menghasilkan nuklida yang dikatakan sebagai nuklida [[nukleogenik]].
Contoh nuklida yang dibuat dari reaksi nuklir, adalah nuklida kosmogenik <sup>14</sup>C ([[Karbon-14|radiokarbon]]) yang dibuat oleh penembakan [[sinar kosmik]] dari unsur lain, dan nuklida nukleogenik <sup>239</sup>Pu yang masih dibuat oleh pemborbardiran neutron <sup>238</sup>U alami sebagai hasil fisi alami dalam bijih uranium. Nuklida kosmogenik dapat bersifat stabil atau radioaktif. Jika mereka stabil, keberadaan mereka harus disimpulkan dengan latar belakang nuklida stabil, karena setiap nuklida stabil yang diketahui, terjadi secara primordial di Bumi.
==Nuklida yang diproduksi secara artifisial==
Di luar 339 nuklida yang terjadi secara alami, lebih dari 3000 radionuklida dari berbagai waktu paruh telah diproduksi dan dikarakterisasi secara artifisial.
Nuklida yang diketahui ditunjukkan pada [[Tabel nuklida]]. Daftar nuklida primordial diberikan diurutkan berdasarkan unsur, di [[Daftar unsur menurut kestabilan isotop]]. [[Daftar nuklida]] diurutkan berdasarkan waktu paruh, untuk 905 nuklida dengan waktu paruh lebih dari satu jam.
==Tabel ringkasan untuk jumlah setiap kelas nuklida==
Ini adalah tabel ringkasan<ref>Data tabel ini diperoleh dengan menghitung anggota daftar; referensi untuk data daftar itu sendiri diberikan di bawah ini di bagian referensi dalam [[daftar nuklida]].</ref> untuk 905 nuklida dengan waktu paruh lebih dari satu jam, diberikan dalam [[daftar nuklida]]. Perhatikan bahwa jumlahnya tidak tepat, dan mungkin sedikit berubah di masa depan, jika beberapa nuklida "stabil" telah teramati bersifat radioaktif dengan waktu paruh yang sangat panjang.
{| class="wikitable sortable" width="100%"
! width="300" |Kelas stabilitas
! Jumlah nuklida
! [[Total berjalan]]
! Catatan tentang total berjalan
|-
| align="left"| Secara teoretis stabil terhadap semua peluruhan kecuali [[peluruhan proton]]
| align="center"| 90
| align="center"| 90
| Termasuk 40 unsur pertama. Peluruhan proton belum teramati.
|-
| Secara energi tidak stabil terhadap satu atau lebih mode peluruhan yang diketahui, tetapi belum ada peluruhan yang terlihat. [[Pembelahan spontan|Fisi spontan]] mungkin untuk nuklida "stabil" dari [[niobium-93]] dan seterusnya; mekanisme lain mungkin untuk nuklida yang lebih berat. Semuanya dianggap "stabil" sampai peluruhan mereka terdeteksi.
| align="center"| 162
| align="center"| 252
| Jumlah [[Nuklida stabil|nuklida yang stabil]] secara klasik.
|-
| [[Nuklida primordial]] radioaktif.
| align="center"| 34
| align="center"| 286
| Total unsur primordial termasuk [[bismut]], [[torium]], dan [[uranium]], ditambah semua nuklida stabil.
|-
| Nonprimordial radioaktif, tetapi terjadi secara alami di Bumi.
| align="center"| ~ 53
| align="center"| ~ 339
| [[Karbon-14]] (dan [[nuklida kosmogenik]] lainnya yang dihasilkan oleh [[sinar kosmik]]); anak dari primordial radioaktif, seperti [[fransium]], dll., dan nuklida [[nukleogenik]] dari reaksi nuklir alami selain dari sinar kosmik (seperti penyerapan neutron dari [[fisi nuklir]] spontan atau [[emisi neutron]]).
|-
| Radioaktif sintetik (waktu paruh > 1 jam). Termasuk [[pelacak radioaktif]] yang paling berguna.
| align="center"| 556
| align="center"| 905
|
|-
| Radioaktif sintetik (waktu paruh < 1 jam).
| align="center"| >2400
| align="center"| >3300
| Termasuk semua nuklida sintetik yang telah dikarakterisasi dengan baik.
|-
|}
==Sifat dan stabilitas nuklir==
[[File:Isotopes and half-life.svg|thumb|right|320px|Stabilitas nuklida menurut {{nowrap|(''Z'', ''N'')}}, contoh [[tabel nuklida]]:<br/>
Hitam – stabil (semuanya primordial)<br/>
Merah – radioaktif primordial<br/>
Lainnya – radioaktif, dengan penurunan stabilitas dari oranye menjadi putih]]
{{Lihat pula|Nuklida stabil}}
Inti atom selain hidrogen {{nuclide|H|1}} memiliki proton dan neutron yang terikat bersama oleh [[sisa gaya kuat]]. Karena proton bermuatan positif, mereka saling tolak. Neutron, yang secara elektrik netral, menstabilkan inti dengan dua cara. Keberadaan mereka mendorong proton sedikit terpisah, mengurangi tolakan elektrostatik antara proton, dan mereka mengerahkan gaya nuklir yang menarik satu sama lain dan pada proton. Untuk alasan ini, satu atau lebih neutron diperlukan agar dua atau lebih proton terikat menjadi inti. Dengan bertambahnya jumlah proton, demikian juga rasio neutron terhadap proton yang diperlukan untuk memastikan inti yang stabil (lihat grafik). Misalnya, meskipun [[rasio proton–neutron|rasio neutron–proton]] {{nuclide|Helium|3|link=yes}} adalah 1:2, rasio neutron–proton {{nuclide|Uranium|238}} lebih besar dari 3:2. Sejumlah unsur yang lebih ringan memiliki nuklida yang stabil dengan perbandingan 1:1 ({{nowrap|1=''Z'' = ''N''}}). Nuklida {{nuclide|Ca|40}} (kalsium-40) secara observasional merupakan nuklida stabil terberat dengan jumlah neutron dan proton yang sama (secara teoretis, yang paling stabil adalah belerang-32). Semua nuklida stabil yang lebih berat dari kalsium-40 mengandung lebih banyak neutron daripada proton.
===Nomor nukleon genap dan ganjil===
{{Utama|Inti atom genap dan ganjil}}
{| class="wikitable" style="float:left; margin-right:1em"
|+'''''Z'', ''N'', dan ''A'' genap/ganjil'''
| style="text-align:right;" | ''A''
! colspan=2 style="text-align:center;" |Genap
! colspan=2 style="text-align:center;" |Ganjil
! rowspan=2 style="text-align:right;" |Total
|-
| style="text-align:right;" | ''Z'',''N''
!GnGn!!GjGj
!GnGj!!GjGn
|- style="text-align:right;"
! rowspan=2 |Stabil
|146||5||53||48
| rowspan=2 |252
|- style="text-align:right;"
| colspan=2 style="text-align:center;" |151
| colspan=2 style="text-align:center;" |101
|- style="text-align:right;"
! rowspan=2 |Berumur panjang
|21||4||4||5
| rowspan=2 |34
|- style="text-align:right;"
| colspan=2 style="text-align:center;" |25
| colspan=2 style="text-align:center;" |9
|- style="text-align:right;"
! rowspan=2 |Semuanya primordial
|167||9||57||53
| rowspan=2 |286
|- style="text-align:right;"
| colspan=2 style="text-align:center;" |176
| colspan=2 style="text-align:center;" |110
|}
Rasio proton–neutron bukan satu-satunya faktor yang mempengaruhi stabilitas inti. Ia juga bergantung pada [[paritas (matematika)|paritas]] genap atau ganjil dari nomor atom (''Z'') mereka, nomor neutron (''N'') mereka dan, akibatnya, jumlah mereka, nomor massa (''A''). Keganjilan dari kedua ''Z'' dan ''N'' menurunkan [[energi pengikatan inti]], membuat inti ganjil, umumnya, kurang stabil. Perbedaan energi pengikatan inti yang luar biasa antara inti tetangga, terutama [[isobar (nuklida)|isobar]] ''A''-ganjil, memiliki konsekuensi penting: isotop tidak stabil dengan jumlah neutron atau proton yang tidak optimal meluruh melalui [[peluruhan beta]] (termasuk peluruhan positron), [[penangkapan elektron]] atau cara yang lebih eksotis, seperti [[Pembelahan spontan|fisi spontan]] dan [[peluruhan gugus]].
Mayoritas nuklida stabil adalah proton-genap–neutron-genap, di mana semua bilangan ''Z'', ''N'', dan ''A'' adalah genap. Nuklida ''A''-ganjil yang stabil dibagi (kira-kira merata) menjadi nuklida proton-genap–neutron-ganjil, dan proton-ganjil–neutron-genap. Nuklida (dan inti) proton-ganjil–neutron-ganjil adalah jenis nuklida stabil yang paling tidak umum.
==Lihat pula==
*[[Isotop]] (memuat lebih banyak informasi tentang kelimpahan nuklida stabil)
*[[Daftar unsur berdasarkan kestabilan isotop]]
*[[Daftar nuklida]] (diurutkan berdasarkan waktu paruh)
*[[Tabel nuklida]]
*[[Tabel isotop unsur ringan (0 sampai 8)]]
*[[Tabel isotop (lengkap)]]
*[[Isotop-isotop alami]]
*[[Nuklida alfa]]
*[[Unsur monoisotop]]
*[[Unsur mononuklida]]
*[[Nuklida primordial#Unsur primordial|Unsur primordial]]
*[[Radionuklida]]
*[[Hipernukleus]]
==Referensi==
{{Reflist}}
==Pranala luar==
*{{Curlie|Science/Chemistry/Periodic_Table|Periodic Table}}
*[https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html Livechart - Tabel Nuklida] di Badan Tenaga Atom Internasional
{{Authority control}}
[[Kategori:Isotop| ]]
[[Kategori:Kimia nuklir]]
[[Kategori:Fisika nuklir]]
| |||