10 Contoh Soal Atom dan Radioaktivitas Beserta Jawabannya

Atom adalah unit terkecil dari suatu unsur yang masih mempertahankan sifat kimianya. Radioaktivitas adalah fenomena peluruhan inti atom yang tidak stabil menjadi lebih stabil dengan memancarkan radiasi. Pemahaman konsep atom dan radioaktivitas penting bagi siswa SMA karena merupakan bagian dari kurikulum fisika dan kimia, serta memiliki aplikasi dalam energi nuklir, kedokteran, dan lingkungan.

Artikel ini menyajikan 10 contoh soal atom dan radioaktivitas beserta jawaban lengkap, mulai dari struktur atom, isotop, hingga peluruhan radioaktif, dengan pembahasan mendalam sehingga mudah dipahami.

Pengertian Atom

Atom terdiri dari tiga partikel utama:

1. Proton (p⁺): Bermuatan positif, berada di inti atom. Jumlah proton menentukan nomor atom dan identitas unsur.
2. Neutron (n⁰): Netral, berada di inti atom. Bersama proton membentuk nomor massa.
3. Elektron (e⁻): Bermuatan negatif, mengorbit inti dalam orbital. Elektron menentukan sifat kimia atom.

Notasi Atom

Notasi atom ditulis sebagai:$${}^{A}_{Z}X$$ZA​X

di mana:

• A = nomor massa (proton + neutron)
• Z = nomor atom (jumlah proton)
• X = simbol unsur

Teori Atom Singkat

1. Teori Dalton: Atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dibagi.
2. Teori Thomson: Model roti kismis, atom bermuatan positif dengan elektron tersebar.
3. Teori Rutherford: Atom memiliki inti bermuatan positif dan ruang kosong di sekitarnya.
4. Teori Bohr: Elektron mengorbit inti pada tingkat energi tertentu.
5. Model Mekanika Kuantum: Elektron bergerak dalam orbital dengan probabilitas tertentu.

Pengertian Radioaktivitas

Radioaktivitas adalah peluruhan spontan inti atom yang tidak stabil sehingga memancarkan radiasi untuk mencapai kestabilan.

Jenis-jenis Radiasi

1. Radiasi Alfa (α): Partikel bermuatan +2 (2 proton + 2 neutron). Massa besar, daya tembus rendah.
2. Radiasi Beta (β): Elektron atau positron yang dipancarkan dari inti. Massa kecil, daya tembus sedang.
3. Radiasi Gamma (γ): Gelombang elektromagnetik energi tinggi. Tidak bermassa, daya tembus tinggi.

Hukum Peluruhan Radioaktif

1. Hukum Peluruhan Eksponensial:

$$N = N_0 e^{-\lambda t}$$N=N0​e−λt

N = jumlah inti tersisa, N₀ = jumlah inti awal, λ = tetapan peluruhan, t = waktu.

2. Masa Paruh (Half-Life):

$$t_{1/2} = \frac{\ln 2}{\lambda}$$t1/2​=λln2​

3. Aktivitas (A):

$$A = \lambda N$$A=λN

A adalah jumlah peluruhan per satuan waktu (Bq = becquerel).

Baca Juga : Contoh Soal tentang Fisika untuk SMP dan SMA

10 Contoh Soal Atom dan Radioaktivitas Beserta Jawaban

Soal 1: Struktur Atom

Sebuah atom memiliki nomor atom 16 dan nomor massa 32. Tentukan jumlah proton, neutron, dan elektron atom tersebut.

Pembahasan:

• Nomor atom Z = 16 → proton = 16
• Nomor massa A = 32 → neutron = A – Z = 32 – 16 = 16
• Jumlah elektron = jumlah proton = 16

Jawaban: Proton 16, Neutron 16, Elektron 16

Soal 2: Isotop

Sebuah unsur Cl memiliki isotop ³⁵Cl dan ³⁷Cl. Tentukan jumlah proton dan neutron masing-masing isotop.

Pembahasan:

• Nomor atom Cl = 17 → proton = 17
• ³⁵Cl → neutron = 35 – 17 = 18
• ³⁷Cl → neutron = 37 – 17 = 20

Jawaban:

• ³⁵Cl: 17 proton, 18 neutron
• ³⁷Cl: 17 proton, 20 neutron

Soal 3: Peluruhan Alfa

Inti ²³⁸U mengalami peluruhan alfa. Tentukan inti yang terbentuk.

Pembahasan:

• Peluruhan alfa: Z berkurang 2, A berkurang 4
• ²³⁸U → ²³⁴Th + α (²He)

Jawaban: ²³⁴Th

Soal 4: Peluruhan Beta

Inti ¹⁴C mengalami peluruhan beta. Tentukan inti hasil peluruhan.

Pembahasan:

• Peluruhan beta: neutron → proton + elektron
• Z bertambah 1, A tetap 14
• ¹⁴C → ¹⁴N + β⁻

Jawaban: ¹⁴N

Soal 5: Aktivitas Radioaktif

Sebuah sampel memiliki 2000 inti radioaktif dengan tetapan peluruhan 0,01 s⁻¹. Hitung aktivitasnya.

Pembahasan:$$A = \lambda N = 0,01 \times 2000 = 20 \text{ Bq}$$A=λN=0,01×2000=20 Bq

Jawaban: 20 Bq

Pembaca : Universitas Teknokrat Indonesia Masuk 10 Besar Kampus Swasta Terbaik Nasional Versi AppliedHE ASEAN 2026

Soal 6: Masa Paruh

Sebuah inti memiliki masa paruh 4 jam. Tentukan tetapan peluruhan λ.

Pembahasan:$$\lambda = \frac{\ln 2}{t_{1/2}} = \frac{0,693}{4} \approx 0,1733 \text{ jam}^{-1}$$λ=t1/2​ln2​=40,693​≈0,1733 jam−1

Jawaban: λ ≈ 0,1733 jam⁻¹

Soal 7: Sisa Inti

Sebuah sampel awalnya 800 inti radioaktif dengan t₁/₂ = 2 jam. Hitung jumlah inti tersisa setelah 6 jam.

Pembahasan:$$N = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{t/t_{1/2}} = 800 \left(\frac{1}{2}\right)^{6/2} = 800 \times \left(\frac{1}{2}\right)^3 = 100$$N=N0​(21​)t/t1/2​=800(21​)6/2=800×(21​)3=100

Jawaban: 100 inti

Soal 8: Radioaktivitas Campuran

Sebuah sampel mengandung ²³⁸U dan ²³⁵U. Aktivitas ²³⁸U 5 kali aktivitas ²³⁵U. Jika λ²³⁸ = 1,55×10⁻¹⁰ s⁻¹ dan λ²³⁵ = 9,85×10⁻¹⁰ s⁻¹, tentukan rasio jumlah inti.

Pembahasan:$$A = \lambda N \Rightarrow N = \frac{A}{\lambda}$$A=λN⇒N=λA​ $$\text{Rasio } N^{238}/N^{235} = 5 \times \frac{\lambda^{235}}{\lambda^{238}} = 5 \times \frac{9,85 \times 10^{-10}}{1,55 \times 10^{-10}} \approx 31,8$$Rasio N238/N235=5×λ238λ235​=5×1,55×10−109,85×10−10​≈31,8

Jawaban: Rasio ≈ 31,8 : 1

Soal 9: Energi Radioaktif

Radiasi alfa dari ²³⁹Pu memiliki energi 5,15 MeV. Hitung energi dalam joule.

Pembahasan:$$1 \text{ eV} = 1,602 \times 10^{-19} \text{ J}$$1 eV=1,602×10−19 J $$E = 5,15 \times 10^6 \times 1,602 \times 10^{-19} \approx 8,25 \times 10^{-13} \text{ J}$$E=5,15×106×1,602×10−19≈8,25×10−13 J

Jawaban: E ≈ 8,25×10⁻¹³ J

Soal 10: Peluruhan Berantai

²³⁸U → ²³⁴Th → ²³⁴Pa → ²³⁴U. Tentukan jenis peluruhan dari setiap tahap.

Pembahasan:

• ²³⁸U → ²³⁴Th : α
• ²³⁴Th → ²³⁴Pa : β
• ²³⁴Pa → ²³⁴U : β

Jawaban: α, β, β

Tips Menguasai Atom dan Radioaktivitas

1. Hafalkan nomor atom, nomor massa, proton, neutron, elektron.
2. Pahami karakteristik peluruhan α, β, γ.
3. Kuasai rumus aktivitas, tetapan peluruhan, dan hubungan masa paruh.
4. Gunakan diagram peluruhan untuk memvisualisasikan urutan peluruhan.
5. Latihan soal dari mudah hingga sulit agar memahami berbagai tipe soal.

Kesimpulan

Atom adalah unit dasar unsur yang menentukan sifat kimia. Radioaktivitas adalah fenomena peluruhan inti atom tidak stabil menjadi lebih stabil dengan memancarkan radiasi. Pemahaman konsep atom dan radioaktivitas sangat penting untuk fisika dan kimia SMA, serta memiliki banyak aplikasi nyata.

Penulis : Reyfen Andrian