Atom adalah partikel terkecil penyusun materi. Atom terdiri dari inti atom dan kulit atom. Inti atom terdiri dari proton dan netron sedangkan kulit atom berupa elektron.
Jumlah proton, elektron, dan netron pada sebuah atom menentukan jenis unsur kimia. Oleh karena itu pemahaman tentang jumlah dan komposisi partikel penyusun atom (proton, elektron, dan netron) sangat penting dalam ilmu kimia. Di dalam tabel periodik unsur kimia, data tentang jumlah proton, elektron, dan netron tersebut diwakili dengan nomor atom dan nomor massa.
Salah satu satuan besaran dalam identifikasi unsur adalah satuan massa atom (atomic mass unit, AMU). Apa itu satuan massa atom? Berikut ini penjelasan mengenai satuan massa atom.
Apa itu Satuan Massa Atom (Atomic Mass Unit, AMU)?
Satuan massa atom (atomic mass unit, AMU) suatu unsur adalah ukuran massa atomnya. AMU juga dikenal sebagai dalton (Da) atau satuan massa atom terpadu (unified atomic mass unit, u). AMU menyatakan massa atom dan massa molekul.
AMU didefinisikan sebagai seperdua belas massa atom karbon-12 (12C). 12C adalah isotop karbon alami paling melimpah, terhitung lebih dari 98% karbon yang ditemukan di alam. Unsur karbon-12 memiliki AMU 12.
Massa Atom dan Satuan Massa Atom
Setiap unsur dalam tabel periodik terdiri dari atom, dan setiap atom memiliki massa atom yang unik dan nomor atom yang unik. Nomor atom mengacu pada jumlah proton dalam inti atom, sedangkan massa atom mencerminkan jumlah proton dan neutron. Massa ini dinyatakan dalam AMU atau Da.
Satu AMU adalah rata-rata massa diam proton dan massa diam neutron. Ini dapat diungkapkan sebagai berikut:
1 AMU = 1,66 x 10-24 gram
Karbon-12 dianggap sebagai referensi untuk semua perhitungan massa atom. Dengan demikian, massa isotop apa pun dari elemen apa pun dinyatakan dalam AMU standar 12C.
Contoh
Massa satu atom helium-4 = 4,0026 AMU
Massa satu atom belerang-32 = 31,972 AMU
Massa satu atom hidrogen-1 = 1,007 AMU
Massa satu atom titin (protein terbesar yang diketahui) = 3 x 106 AMU
Setiap atom 12C memiliki enam proton dan enam neutron dalam nukleusnya, menambah massa atom menjadi 12 AMU. Elektron memiliki massa yang rendah, sehingga dianggap memiliki efek yang dapat diabaikan. Akibatnya, nukleus menyumbang hampir seluruh massa atom dari unsur apa pun, yang berarti bahwa satu proton atau neutron memiliki massa sekitar 1 AMU.
Satuan Massa Atom (AMU)
Satuan massa atom adalah seperdua belas massa atom karbon-12 (12C), isotop karbon yang paling umum. Meskipun demikian, istilah perkiraan penting karena massa atom individu dalam unsur – selain karbon – bukan bilangan bulat (lihat contoh di atas). Ini karena massa dipengaruhi oleh interaksi berbagai partikel dalam nukleus. Dan, meskipun massa elektronnya kecil, ia diperhitungkan saat menghitung massa satu atom.
Sejarah Satuan Massa Atom
Pada tahun 1803, John Dalton menyarankan cara untuk menyatakan massa atom relatif dalam bentuk hidrogen-1 (protium). Selanjutnya, Wilhelm Ostwald menyarankan untuk menyatakan massa atom relatif sebagai seperenam belas massa oksigen. Namun, ketika isotop dan oksigen isotop ditemukan, hal itu menimbulkan kebingungan tentang cara menyatakan massa atom relatif unsur lain. Akibatnya, definisi AMU berbeda dengan beberapa ilmuwan mengungkapkannya berdasarkan oksigen alami, sementara yang lain mendasarkannya pada isotop oksigen-16. Yang terakhir tetap menjadi cara populer untuk mengekspresikan AMU hingga tahun 1961.
Tahun itu, cara untuk menghilangkan kebingungan itu ditemukan. Disarankan agar karbon-12 digunakan sebagai dasar untuk menyatakan AMU daripada oksigen atau oksigen-16. Satuan baru diberi simbol u dan Da. Namun, simbol AMU tidak hilang, dan para ilmuwan terus menggunakannya bahkan setelah beralih ke karbon-12.
Saat ini, ketiga simbol tersebut digunakan untuk menyatakan satuan massa atom: AMU, u, dan Da:
1 AMU = 1 u = 1 Da
Satuan Massa Atom Terpadu
Satuan massa atom terpadu (unified atomic mass unit, u) dinyatakan sebagai simbol huruf kecil u. umumnya dianggap sebagai sinonim untuk AMU. Ini adalah konstanta fisik yang diterima untuk digunakan dalam sistem pengukuran Sistem Satuan Internasional (SI). Meskipun frase AMU lebih umum digunakan saat ini, ini merujuk pada AMU yang bersatu.
Hubungan antara AMU terpadu dan satuan SI untuk massa (kg), dinyatakan dengan bilangan Avogadro NA. Menurut definisi NA, massa atom 12C dalam keadaan diam dan dalam keadaan dasarnya adalah 12 gram atau 0,012 kg.
1 AMU = 1,66 x 10-27 kg
Membedakan Isotop Menggunakan Satuan Massa Atom
AMU adalah cara yang berguna untuk membedakan antara isotop dengan menyatakan massa relatifnya. Isotop mengacu pada beberapa elemen dengan nomor atom yang sama – jumlah proton – tetapi massa atom berbeda karena jumlah neutron yang berbeda.
Contoh 1
Sebuah atom uranium-235 (U-235) memiliki AMU sekitar 235.
Namun, atom uranium-238 (U-238) sedikit lebih masif sehingga memiliki massa yang lebih besar. AMU-nya adalah 238.
Perbedaan AMU terjadi karena U-238, yang merupakan isotop uranium alami paling melimpah, memiliki tiga neutron lebih banyak dalam atomnya daripada U-235. U-235 digunakan dalam reaktor nuklir untuk menghasilkan energi nuklir dengan proses fisi nuklir. Itu juga salah satu bahan utama bom atom.
Contoh 2
- Isotop Karbon-12 (12C) terdiri dari 6 elektron, 6 proton, 6 netron (AMU = proton + netron = 6 + 6 = 12)
- Isotop Karbon-13 (13C) terdiri dari 6 elektron, 6 proton, 7 netron (AMU = proton + netron = 6 + 7 = 13)
- Isotop Karbon-14 (14C) terdiri dari 6 elektron, 6 proton, 8 netron (AMU = proton + netron = 6 + 8 = 14)
Apa itu Berat Atom?
Berat atom, atau massa atom relatif, adalah perbandingan massa rata-rata atom suatu unsur dengan standar tertentu. Meskipun istilah berat atom dan massa atom digunakan secara bergantian, keduanya memiliki arti yang berbeda. Berat atom menyiratkan gaya yang diberikan dalam medan gravitasi, sedangkan massa tidak. Secara khusus, berat atom suatu unsur adalah rata-rata tertimbang dari massa atom dari berbagai isotopnya.
Contoh
Karbon adalah campuran dari dua isotop: 12C dan 13C.
AMU dari 12C = 12
AMU dari 13C = 13
Ketersediaan 12C = 98,89%
Ketersediaan 13C = 1,11%
AMU rata-rata 12C dan 13C = ((98,89 / 100) x 12) + ((1,11 / 100) x 13) = 12,011 AMU
Berat atom karbon = 12,011 AMU
Contoh ini menunjukkan bagaimana berat atom suatu unsur berbeda dari massa atom isotopnya. Itu sebabnya berat atom tidak sama dengan massa atom. Sebaliknya, lebih akurat menyebutnya massa atom relatif.
Berat atom adalah konsep dasar dalam kimia. Sebagian besar reaksi kimia dipengaruhi oleh hubungan numerik antar atom. Namun, ketika ahli kimia perlu mengukur reaktan dan produk, mereka tidak menghitung atom individu. Sebaliknya, mereka menghitung berat atom untuk memandu keputusan mereka.