Perbedaan Isotop, Isobar, Isoton, dan Isomer

Perbedaan Isotop, Isobar, Isoton, dan Isomer

Oleh: Muhyidin, SKM

Semua materi / benda yang ada di alam ini terdiri dari molekul-molekul, dan molekul-molekul tersebut terdiri dari beberapa atom. Contohnya air yang kita minum. Air terdiri dari molekul-molekul H2O, sedangkan sebuah molekul H2O terdiri dari dua buah atom hidrogen (dengan lambang H) dan sebuah atom oksigen (dengan lambang O). Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang memiliki sifat dasar materi tersebut dengan ukuran sekitar 10^-10 m atau 1 angstrom (= 1 Å).

Struktur atom terdiri dari inti atom dan elektron-elektron yang mengelilingi inti atom dengan lintasan-lintasan atau kulit-kulit tertentu. Suatu jenis atom yang sama mempunyai jumlah proton yang sama, sebaliknya atom yang berbeda memiliki jumlah proton yang berbeda.

Inti atom (disebut juga dengan nuklida atau nuklir) terdiri dari proton dan neutron yang disebut dengan nukleon (partikel penyusun inti atom). Nuklida di alam lebih banyak dibandingkan unsur karena unsur yang sama bisa terdiri atas nuklida yang berbeda. Penulisan nuklida ditulis sebagai berikut:

Dimana: X adalah simbol atom, Z adalah nomor atom (jumlah proton dalam inti atom), dan A adalah nomor massa (jumlah proton + jumlah neutron).

Ada juga penulisan nuklida dengan:

N = A – Z

Contohnya nuklida ₂He⁴ adalah inti atom helium (He) yang mempunyai dua buah proton (Z = 2) dan dua buah neutron (N = A – Z = 2).

Penulisan nuklida lainnya yaitu:

X-A

Contohnya nuklida ₂He⁴  atau He-4 dan ₂₇Co⁶⁰atau Co-60. Nomor atom tidak dituliskan karena dapat diketahui dari jenis atomnya.

Setelah kita mengetahui hal-hal mendasar di atas, berikut ini perbedaan isotop, isobar, isoton dan isomer.

ISOTOP: nuklida-nuklida yang mempunyai nomor atom (jumlah proton, Z) sama, tetapi mempunyai nomor massa (jumlah proton+neutron, A) berbeda.

Contohnya isotop Cobalt dan isotop Hidrogen

Contoh Isotop

Unsur	Isotop
Hidrogen	1H1  ,  1H2 ,  1H3
Helium	2He3 ,  2He4
Karbon	6C12  ,  6C13 , 6C14
Nitrogen	7N14 , 7N15
Oksigen	8O16 , 8O17 , 8O18

Contoh penggunaan isotop

Radioisotop	Kegunaan
O-18	Untuk mengetahui mekanisme reaksi esterifikasi
Na-24	Untuk mempelajari peredarah darah manusia dan mendeteksi kebocoran pipa dalam tanah
I-131	Untuk mempelajari kelainan pada kelenjar tiroid
Fe-59	Untuk mengukur laju pembentukan sel darah merah dalam tubuh
Co-60	Untuk pengobatan kanker
P-32	Untuk mempelajari pemakaian pupu pada tanaman
C-14	Untuk menentukan umur fosil dan mengetahui kecepatan terjadinya senyawa pada fotosintesis

ISOBAR: nuklida-nuklida yang mempunyai nomor massa (jumlah proton + neutron, A) sama, tetapi mempunyai nomor atom (jumlah proton, Z) berbeda.

Contohnya isobar Carbon dan Nitrogen

Contoh Isobar

Unsur	Unsur Isobar
Hidrogen dan Helium	1H3  dan 2He3
Karbon dan Nitrogen	6C14 dan 7N1
Natrium dan Magnesium	11Na24  dan 12Mg24

ISOTON: nuklida-nuklida yang mempunyai jumlah neutron sama, tetapi mempunyai nomor atom (jumlah proton, Z) berbeda.

Contohnya isoton Magnesium (Mg), Alumunium (Al) dan Silicon (Si) yang memiliki jumlah netron yang sama yaitu 14. Misalnya untuk Mg, jumlah neutron (A-Z) = 26-12 = 14.

Contoh Isoton

Unsur	Isoton	Jumlah neutron (n)
Hidrogen dan Helium	1H3  dan 2He4	2
Kalium dan Kalsium	19K39 dan 20Ca40	20
Nitrogen dan Karbon	7N14  dan 6C13	7
Natrium dan Magnesium	11Na23  dan 12Mg24	12
Argon dan Kalsium	18Ar40  dan 20Ca42	22

ISOMER: nuklida-nuklida yang mempunyai nomor atom maupun nomor massa sama, tetapi mempunyai tingkat energi yang berbeda.

Inti atom yang memiliki tingkat energi lebih tinggi daripada tingkat energi dasarnya biasanya diberi tanda asterisk (*) atau m di belakang nomor massanya dengan cara penulisan sebagia berikut:

Contohnya isomer yaitu Nikel

Tingkat energi Ni⁶⁰ berada pada keadaan dasarnya, sedang Ni⁶⁰* tidak pada keadaan dasarnya dan dikatakan dalam keadaan tereksitasi (excited-state) atau meta-stable.

Kestabilan Inti Atom

Gambar di bawah ini menunjukkan posisi (koordinat dari jumlah proton dan jumlah neutron) dari nuklida yang stabil. Bila posisi suatu nuklida tidak berada pada posisi sebagaimana kurva kestabilan maka nuklida tersebut tidak stabil. Secara umum, kestabilan inti-inti ringan terjadi bila jumlah protonnya sama dengan jumlah neutronnya, yang dapat terlihat bahwa posisi nuklida berhimpit dengan garis n = Z. Untuk inti berat, kestabilan terjadi bila jumlah neutron mendekati 1,5 kali jumlah protonnya.

Referensi:

Mc. Kracken, 1992, Introduction to Nuclear Physics, McGraw-Hill Company Inc. New York.

Aaron Keller, Isotope Notation and the Table of Isotopes, http://kaffee.50webs.com/Science/activities/Chem/Activity.Isotopes.Table.htm