Kumpulan Contoh Soal Atom dan Radioaktivitas untuk SMA

Materi atom dan radioaktivitas adalah bagian penting dari kurikulum fisika dan kimia SMA. Pemahaman yang baik membantu siswa memahami sifat unsur, reaksi kimia, fenomena nuklir, hingga penerapan radioaktivitas dalam kehidupan sehari-hari, seperti energi nuklir, radiologi, dan lingkungan.

Artikel ini menyajikan kumpulan contoh soal atom dan radioaktivitas untuk SMA yang dilengkapi dengan pembahasan rinci sehingga siswa dapat belajar dengan efektif.

Pengertian Atom

Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat kimia dari unsur tersebut Atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan neutron serta elektron yang bergerak di sekitar inti

Bagian-bagian Atom

1. Inti Atom (Nukleus)
   Mengandung proton bermuatan positif dan neutron netral Massa atom sebagian besar berasal dari inti atom
2. Elektron
   Partikel bermuatan negatif yang bergerak mengelilingi inti Elektron menentukan sifat kimia dan reaktivitas atom
3. Nomor Atom (Z)
   Jumlah proton dalam inti atom Menentukan jenis unsur dan posisinya dalam tabel periodik
4. Nomor Massa (A)
   Jumlah proton dan neutron dalam inti atom

Teori Atom

1. Teori Dalton: Atom adalah partikel terkecil dan tidak dapat dibagi.
2. Teori Thomson: Atom berbentuk bola bermuatan positif dengan elektron tersebar di dalamnya.
3. Teori Rutherford: Atom memiliki inti kecil bermuatan positif dan sebagian besar ruang kosong.
4. Teori Bohr: Elektron mengorbit inti pada tingkat energi tertentu.
5. Model Mekanika Kuantum: Elektron bergerak dalam orbital dengan probabilitas tertentu, bukan lintasan tetap.

Pengertian Radioaktivitas

Radioaktivitas adalah peluruhan spontan inti atom tidak stabil yang menghasilkan partikel atau radiasi Radioaktivitas ditemukan oleh Henri Becquerel dan dikembangkan oleh Marie Curie

Jenis Radioaktivitas

1. Radiasi Alfa (α): Partikel bermuatan positif (2 proton dan 2 neutron) Massa besar daya tembus rendah dapat dihentikan kertas
2. Radiasi Beta (β): Elektron yang dipancarkan dari inti neutron yang berubah menjadi proton Massa kecil daya tembus sedang dapat dihentikan aluminium tipis
3. Radiasi Gamma (γ): Radiasi elektromagnetik energi tinggi Tidak bermassa daya tembus tinggi dapat ditembakkan oleh timbal

Hukum Peluruhan Radioaktif

1. Hukum Peluruhan Eksponensial:
   N = N₀ e^(-λt)
   N = jumlah inti yang tersisa, N₀ = jumlah inti awal, λ = tetapan peluruhan, t = waktu
2. Masa Paruh (Half-Life):
   t₁/₂ = ln2 / λ
3. Aktivitas Radioaktif:
   A = λN

Kumpulan Contoh Soal Atom dan Radioaktivitas untuk SMA

Berikut kumpulan contoh soal dari mudah hingga menengah dan sulit beserta pembahasan rinci.

Soal 1: Struktur Atom

Atom memiliki nomor atom 12 dan nomor massa 24. Tentukan jumlah proton, neutron, dan elektron.

Pembahasan:
Nomor atom Z = 12 → proton = 12
Nomor massa A = 24 → neutron = A – Z = 24 – 12 = 12
Jumlah elektron = jumlah proton = 12

Jawaban: Proton 12, Neutron 12, Elektron 12

Baca Juga : Kumpulan Contoh Soal tentang Fisika untuk SMP dan SMA

Soal 2: Isotop

Brom memiliki isotop ⁷⁹Br dan ⁸¹Br Tentukan jumlah proton dan neutron masing-masing.

Pembahasan:
Z Br = 35 → proton = 35

• ⁷⁹Br → neutron = 79 – 35 = 44
• ⁸¹Br → neutron = 81 – 35 = 46

Jawaban:
⁷⁹Br: 35 proton, 44 neutron
⁸¹Br: 35 proton, 46 neutron

Soal 3: Peluruhan Alfa

Inti ²³⁸U mengalami peluruhan alfa Tentukan inti hasil peluruhan

Pembahasan:
Peluruhan alfa mengurangi Z 2 dan A 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 dengan tetapan peluruhan 0,02 s⁻¹ Hitung aktivitas

Pembahasan:
A = λN = 0,02 × 2000 = 40 Bq

Jawaban: 40 Bq

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

Soal 6: Masa Paruh

Sebuah inti memiliki t₁/₂ = 5 jam Hitung tetapan peluruhan

Pembahasan:
λ = ln2 / t₁/₂ = 0,693 / 5 ≈ 0,1386 jam⁻¹

Jawaban: λ ≈ 0,1386 jam⁻¹

Soal 7: Sisa Inti Setelah Waktu Tertentu

Sebuah sampel awalnya 800 inti t₁/₂ = 4 jam Hitung inti tersisa setelah 8 jam

Pembahasan:
N = N₀ (1/2)^(t/t₁/₂) = 800 (1/2)^(8/4) = 800 (1/2)^2 = 200

Jawaban: 200 inti

Soal 8: Radioaktivitas Campuran

Sebuah sampel mengandung ²³⁸U dan ²³⁵U Aktivitas ²³⁸U 3 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 = λN → N = A / λ
Rasio N²³⁸/N²³⁵ = 3 × (λ²³⁵/λ²³⁸) = 3 × (9,85×10⁻¹⁰ / 1,55×10⁻¹⁰) ≈ 19

Jawaban: Rasio ≈ 19 : 1

Soal 9: Energi Radioaktif

Energi radiasi alfa 5 MeV Hitung energi dalam joule

Pembahasan:
1 eV = 1,602 ×10⁻¹⁹ J
E = 5 ×10⁶ × 1,602×10⁻¹⁹ = 8,01×10⁻¹³ J

Jawaban: E ≈ 8,01×10⁻¹³ J

Soal 10: Peluruhan Berantai

²³⁸U → ²³⁴Th → ²³⁴Pa Tentukan jenis peluruhan

• ²³⁸U → ²³⁴Th: α
• ²³⁴Th → ²³⁴Pa: β

Jawaban: α kemudian β

Soal 11: Hubungan Nomor Atom dan Massa

Sebuah inti memiliki 20 proton dan 22 neutron Tentukan nomor atom dan nomor massa

Pembahasan:
Z = 20, A = 20 + 22 = 42

Jawaban: Z=20, A=42

Soal 12: Penentuan Jumlah Elektron Ion

Ion Ca²⁺ memiliki 20 proton Tentukan jumlah elektron

Pembahasan:
Ca netral: 20 elektron
Ion Ca²⁺: kehilangan 2 elektron → 18 elektron

Jawaban: 18 elektron

Soal 13: Peluruhan Gamma

Radiasi gamma tidak mengubah nomor atom atau massa Contoh: ⁶⁰Co → ⁶⁰Co + γ

Pembahasan:
Hanya memancarkan energi, tidak ada perubahan proton atau neutron

Jawaban: nomor atom dan massa tetap sama

Soal 14: Aktivitas Sampel Radioaktif

Sebuah sampel 5000 inti tetapan peluruhan 0,005 s⁻¹ Hitung aktivitas

Pembahasan:
A = λN = 0,005 × 5000 = 25 Bq

Jawaban: 25 Bq

Soal 15: Hitung Sisa Inti setelah Beberapa Masa Paruh

Sebuah sampel memiliki 1600 inti t₁/₂ = 2 jam Hitung jumlah tersisa setelah 6 jam

Pembahasan:
N = N₀ (1/2)^(t/t₁/₂) = 1600 (1/2)^(6/2) = 1600 (1/2)^3 = 200

Jawaban: 200 inti

Tips Belajar 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 untuk memperkuat pemahaman.

Kesimpulan

Atom adalah unit dasar unsur yang menentukan sifat kimia Unsur yang tidak stabil mengalami radioaktivitas dengan memancarkan α, β, atau γ Radioaktivitas dapat dihitung menggunakan hukum peluruhan, aktivitas, dan masa paruh

Penulis : Reyfen Andrian