Nomor Atom dan Nomor Massa - Kimia Kelas X

A. NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSA

A.1. Nomor Atom

Nomor atom (Z) mewakili banyaknya proton yang dimiliki oleh suatu atom. Pada atom netral atau tidak bermuatan, nomor atom juga mewakili jumlah elektron yang mengelilingi inti atom (jelas, karena supaya netral muatan positif yang dimiliki suatu atom harus sama dengan muatan negatif dari elektron). Nomor atomlah yang menentukan sifat suatu atom, dengan kata lain identitas suatu atom. Nomor atomlah yang membuat atom karbon atom karbon, atom oksigen atom oksigen, dst. 

Nomor atom biasanya ditulis di bagian bawah kiri nama unsur / atom, misalkan ₂He. Notasi ₂He menyatakan bahwa setiap atom helium yang netral memilki 2 proton dan 2 elektron.

A.2. Nomor Massa
Nomor massa (A) adalah penjumlahan dari jumlah proton (nomor atom) dan neutron. Sehingga, jumlah neutron merupakan pengurangan dari nomor massa dengan nomor atom. Nomor massa biasanya ditulis di bagian kiri atas dari simbol atom unsur.

Contohnya sebagai berikut:

Jadi untuk contoh di atas, atom oksigen-16 memiliki nomor massa 16. Jika kita ingin mengetahi jumlah neutronnya, maka tinggal kita kurangkan nomor massa dan nomor atom, 16-8 = 8. Sehingga, neutron yang dimiliki oleh oksigen-16 adalah 8 buah.

B. ISOTOP, ISOBAR, dan ISOTON

B.1. Isotop

Seperti yang sudah aku jelaskan, yang membedakan suatu atom unsur satu dengan atom unsur lainnya adalah nomor atomnya (ibaratkan sebagai namanya/identitasnya), alias jumlah protonnya. Misalkan, yang membuat atom oksigen atom oksigen adalah protonnya yang berjumlah 8. Jika, andaikata kita bisa menambah 1 proton ke atom oksigen tersebut sehingga total protonnya sekarang menjadi 9, maka sekarang atom tersebut bukan lagi atom oksigen, melainkan atom F (fluorin), silakan lihat tabel periodik.

Lalu bagaimana jika atom O yang mempunyai proton sebanyak 8 buah dan neutron 8 buah tadi kita tambahkan 1 neutron. Apakah atom tersebut berubah menjadi atom unsur lain? Jawabannya adalah TIDAK! Karena seperti yang kukatakan ribuan kali, yang membedakan satu atom dengan atom lainnya adalah jumlah proton, sedangkan neutron dan elektron tidak berpengaruh. 

Nah, dan ternyata di alam banyak ditemukan suatu unsur yang terdiri dari beberapa atom yang memiliki jumlah proton yang sama, namun jumlah neutron yang berbeda. Jika jumlah protonnya sama tapi jumlah neutronnya berbeda, apa yang berbeda, nomor atom atau nomor massa? Ya, nomor massanya berbeda, tetapi nomor atom tetap sama. Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh berikut.

Ketiga atom di atas memilki nomor atom yang sama, yaitu 1. Sehingga semuanya merupakan atom unsur hidrogen. Ketiganya memiliki sifat hidrogen yang kita kenal, seperti mudah terbakar dan dapat bereaksi dengan oksigen membentuk H₂O  alias air. Tapi yang membedakan ketiganya adalah nomor massanya. Perbedaan nomor massa mengindikasikan adanya perbedaan jumlah neutron. Coba hitung jumlah neutron pada setiap isotop hidrogen di atas!

Agar mudah dalam penyebutannya, kita cukup menyebutkan hidrogen-1 untuk isotop hidrogen yang memiliki nomor massa 1, hidrogen-2 untuk isotop hidrogen yang mempunyai nomor massa 2, dst. KHUSUS UNTUK HIDROGEN, untuk mempermudah dalam membedakannya, ilmuwan menamai hidrogen-1 sebagai protium (Yunani: prota = pertama), hidrogen-2 sebagai deuterium (Yunani: deuteros = kedua), dan hidrogen-3 sebagai tritium (Yunani: tritos = ketiga).

Berikut adalah gambaran isotop-isotop hidrogen di atas.

Gambaran atom isotop-isotop hidrogen (merah=proton, hijau = neutron)
Sumber: Chemistry, Raymond Chang, hal. 50

B.2. Isobar

Isobar adalah atom-atom yang memiliki nomor massa sama, tetapi nomor atom berbeda. Jadi, isobar merupakan kebalikan dari isotop. Isobar suatu atom memiliki sifat kimiawi berbeda. Lihat contoh berikut untuk lebih jelasnya.

Hidrogen-3 (tritium) memiliki nomor massa yang sama dengan helium-3. Walau begitu karena sifat kimia suatu atom HANYA ditentukan oleh jumlah protonnya, maka tritium dan helium-3 memilki sifat kimiawi yang berbeda. Tritium merupakan gas yang ringan, mudah terbakar, dan dapat bereaksi dengan oksigen membentuk H₂O , sedangkan helium-3 merupakan gas mulia yang bersifat inert (lembam) alias sangat sulit untuk bereaksi dengan atom apapun.

B.3. Isoton

Isoton adalah atom-ataom yang memiliki jumlah neutron sama, tetapi jumlah protonnya berbeda. Isoton suatu atom memiliki sifat fisis dan kimiawi berbeda. Yuk tengok contohnya!

Litium-6 persis memilki jumlah neutron yang sama (6-3=3) dengen helium-5 (5-2=3). Maka Litium-6 dan helium-5 merupakan isoton.

C. MASSA ATOM RELATIF

Untuk mempelajari kimia lebih kuantitatif, kita perlu tahu massa setiap atom. Namun massa suatu atom sangatlah kecil dan sangat sulit untuk diukur secara langsung. Oleh karena itu diperlukan suatu konsep yang dapat mewakili massa atom, namun dengan harga yang lebih sederhana.

Ilmuwan lalu sepakat untuk menjadikan atom karbon-12 sebagai acuan. Kenapa? Alasannya adalah karbon-12 merupakan atom unsur yang melimpah di bumi dan merupakan isotop karbon yang paling stabil. Ilmuwan menetapkan bahwa massa atom karbon-12 adalah tepat 12 smu (satuan massa atom). Jadi, satuannya bukan gram atau kilogram, melainkan sma (satuan massa atom) atau amu (atomic mass unit) atau cukup u, semuanya sama saja, tergantung di negara mana dipakai.  Jadi, misalkan massa atom hidrogen adalah 1/12 kali massa atom karbon, maka massa atom hidrogen adalah:

Contoh lain, jika massa oksigen adalah 4/3 kali massa atom karbon, maka:

D. MASSA ATOM RATA-RATA

Masih ingatkan dengan isotop? Nah, karena setiap unsur terdiri dari isotop-isotopnya, maka kita harus mempertimbangkannya dalam perhitungan massa atom, yang disebut dengan massa atom rata-rata dengan cara menjumlahkan semua massa isotopnya dengan sebelumnya dikalikan dengan kelimpahannya masing-masing. Bingung? Simak contoh berikut: