Home Posts filed under KIMIA

Showing posts with label KIMIA. Show all posts

Etanol atau Alkohol (Penjelasan Lengkap Ethanol dan Alkohol)

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/12/download-idm-full-persi-gratis.html

Apa Itu Ethanol

Ethanol, disebut juga etil alkohol, alkohol murni, alkohol absolut, atau alkohol saja, adalah sejenis cairan yang mudah menguap, mudah terbakar, tak berwarna, dan merupakan alkohol yang paling sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Senyawa ini merupakan obat psikoaktif dan dapat ditemukan pada minuman beralkohol dan termometer modern. Etanol adalah salah satu obat rekreasi yang paling tua. Etanol termasuk ke dalam alkohol rantai tunggal, dengan rumus kimia C₂H₅OH dan rumus empiris C₂H₆O. Ia merupakan isomer konstitusional dari dimetil eter. Etanol sering disingkat menjadi EtOH, dengan "Et" merupakan singkatan dari gugus etil (C₂H₅).

Download IDM Full Version (GRATIS)

Fermentasi gula menjadi etanol merupakan salah satu reaksi organik paling awal yang pernah dilakukan manusia. Efek dari konsumsi etanol yang memabukkan juga telah diketahui sejak dulu. Pada zaman modern, etanol yang ditujukan untuk kegunaan industri seringkali dihasilkan dari etilena. Etanol banyak digunakan sebagai pelarut berbagai bahan-bahan kimia yang ditujukan untuk konsumsi dan kegunaan manusia. Contohnya adalah pada parfum, perasa, pewarna makanan, dan obat-obatan. Dalam kimia, etanol adalah pelarut yang penting sekaligus sebagai stok umpan untuk sintesis senyawa kimia lainnya. Dalam sejarahnya etanol telah lama digunakan sebagai bahan bakar.

Sejarah Ethanol

Etanol telah digunakan manusia sejak zaman prasejarah sebagai bahan pemabuk dalam minuman beralkohol. Residu yang ditemukan pada peninggalan keramik yang berumur 9000 tahun dari Cina bagian utara menunjukkan bahwa minuman beralkohol telah digunakan oleh manusia prasejarah dari masa Neolitik. Etanol dan alkohol membentuk larutan azeotrop. Karena itu pemurnian etanol yang mengandung air dengan cara penyulingan biasa hanya mampu menghasilkan etanol dengan kemurnian 96%. Etanol murni (absolut) dihasilkan pertama kali pada tahun 1796 oleh Johan Tobias Lowitz yaitu dengan cara menyaring alkohol hasil distilasi melalui arang.

Lavoisier menggambarkan bahwa etanol adalah senyawa yang terbentuk dari karbon, hidrogen dan oksigen. Pada tahun 1808 Saussure berhasil menentukan rumus kimia etanol. Lima puluh tahun kemudian (1858), Couper mempublikasikan rumus kimia etanol. Dengan demikian etanol adalah salah satu senyawa kimia yang pertama kali ditemukan rumus kimianya.

Etanol pertama kali dibuat secara sintetik pada tahun 1826 secara terpisah oleh Henry Hennel dari Britania Raya dan S.G. Sérullas dari Perancis. Pada tahun 1828, Michael Faraday berhasil membuat etanol dari hidrasi etilena yang dikatalisis oleh asam. Proses ini mirip dengan proses sintesis etanol industri modern. Etanol telah digunakan sebagai bahan bakar lampu di Amerika Serikat sejak tahun 1840, namun pajak yang dikenakan pada alkohol industri semasa Perang Saudara Amerika membuat penggunaannya tidak ekonomis. Pajak ini dihapuskan pada tahun 1906, dan sejak tahun 1908 otomobil Ford Model T telah dapat dijalankan menggunakan etanol. Namun, dengan adanya pelarangan minuman beralkohol pada tahun 1920, para penjual bahan bakar etanol dituduh berkomplot dengan penghasil minuman alkohol ilegal, dan bahan bakar etanol kemudian ditinggalkan penggunaannya sampai dengan akhir abad ke-20.

Sifat Fisika Ethanol

Etanol adalah cairan tak berwarna yang mudah menguap dengan aroma yang khas. Ia terbakar tanpa asap dengan lidah api berwarna biru yang kadang-kadang tidak dapat terlihat pada cahaya biasa. Sifat-sifat fisika etanol utamanya dipengaruhi oleh keberadaan gugus hidroksil dan pendeknya rantai karbon etanol. Gugus hidroksil dapat berpartisipasi ke dalam ikatan hidrogen, sehingga membuatnya cair dan lebih sulit menguap daripada senyawa organik lainnya dengan massa molekul yang sama.

Etanol adalah pelarut yang serbaguna, larut dalam air dan pelarut organik lainnya, meliputi asam asetat, aseton, benzena, karbon tetraklorida, kloroform, dietil eter, etilena glikol, gliserol, nitrometana, piridina, dan toluena. Ia juga larut dalam hidrokarbon alifatik yang ringan, seperti pentana dan heksana, dan juga larut dalam senyawa klorida alifatik seperti trikloroetana dan tetrakloroetilena. Campuran etanol-air memiliki volume yang lebih kecil daripada jumlah kedua cairan tersebut secara terpisah. Campuran etanal dan air dengan volume yang sama akan menghasilkan campuran yang volumenya hanya 1,92 kali jumlah volume awal. Pencampuran etanol dan air bersifat eksotermik dengan energi sekitar 777 J/mol dibebaskan pada 298 K.

Campuran etanol dan air akan membentuk azeotrop dengan perbandingkan kira-kira 89 mol% etanol dan 11 mol% air. Perbandingan ini juga dapat dinyatakan sebagai 96% volume etanol dan 4% volume air pada tekanan normal dan T = 351 K. Komposisi azeotropik ini sangat tergantung pada suhu dan tekanan. Ia akan menghilang pada temperatur di bawah 303 K.

Ikatan hidrogen menyebabkan etanol murni sangat higroskopis, sedemikiannya ia akan menyerap air dari udara. Sifat gugus hidroksil yang polar menyebabkannya dapat larut dalam banyak senyawa ion, utamanya natrium hidroksida, kalium hidroksida, magnesium klorida, kalsium klorida, amonium klorida, amonium bromida, dan natrium bromida. Natrium klorida dan kalium klorida sedikit larut dalam etanol. Oleh karena etanol juga memiliki rantai karbon nonpolar, ia juga larut dalam senyawa nonpolar, meliput kebanyakan minyak atsiri dan banyak perasa, pewarna, dan obat.

Penambahan beberapa persen etanol dalam air akan menurunkan tegangan permukaan air secara drastis. Campuran etanol dengan air yang lebih dari 50% etanol bersifat mudah terbakar dan mudah menyala. Campuran yang kurang dari 50% etanol juga dapat menyala apabila larutan tersebut dipanaskan terlebih dahulu. Indeks refraksi etanol adalah 1,36242 (pada λ=589,3 nm dan 18,35 °C).

Penjelasan Lengkap Energi Terbarukan

Sifat Kimia Ethanol

Etanol termasuk dalam alkohol primer, yang berarti bahwa karbon yang berikatan dengan gugus hidroksil paling tidak memiliki dua hidrogen atom yang terikat dengannya juga. Reaksi kimia yang dijalankan oleh etanol kebanyakan berkutat pada gugus hidroksilnya.

Reaksi asam-basa

Gugus hidroksil etanol membuat molekul ini sedikit basa. Ia hampir netral dalam air, dengan pH 100% etanol adalah 7,33, berbanding dengan pH air murni yang sebesar 7,00. Etanol dapat diubah menjadi konjugat basanya, ion etoksida (CH₃CH₂O⁻), dengan mereaksikannya dengan logam alkali seperti natrium:

2CH₃CH₂OH + 2Na → 2CH₃CH₂ONa + H₂

ataupun dengan basa kuat seperti natrium hidrida:

CH₃CH₂OH + NaH → CH₃CH₂ONa + H₂.

Reaksi seperti ini tidak dapat dilakukan dalam larutan akuatik, karena air lebih asam daripada etanol, sehingga pembentukan hidroksida lebih difavoritkan daripada pembentuk etoksida.

Halogenasi

Etanol bereaksi dengan hidrogen halida dan menghasilkan etil halida seperti etil klorida dan etil bromida:

CH₃CH₂OH + HCl → CH₃CH₂Cl + H₂O

Reaksi dengan HCl memerlukan katalis seperti seng klorida. Hidrogen klorida dengan keberadaan seng klorida dikenal sebagai reagen Lucas.

CH₃CH₂OH + HBr → CH₃CH₂Br + H₂O

Reaksi dengan HBr memerlukan proses refluks dengan katalis asam sulfat.

Etil halida juga dapat dihasilkan dengan mereaksikan alkohol dengan agen halogenasi yang khusus, seperti tionil klorida untuk pembuatan etil klorida, ataupun fosforus tribromida untuk pembuatan etil bromida.

CH₃CH₂OH + SOCl₂ → CH₃CH₂Cl + SO₂ + HCl

Pembentukan ester

Kondisi di bawah katalis asam, etanol bereaksi dengan asam karboksilat dan menghasilkan senyawa etil eter dan air:

RCOOH + HOCH₂CH₃ → RCOOCH₂CH₃ + H₂O.

Agar reaksi ini menghasilkan rendemen yang cukup tinggi, air perlu dipisahkan dari campuran reaksi seketika ia terbentuk. Etanol juga dapat membentuk senyawa ester dengan asam anorganik. Dietil sulfat dan trietil fosfat dihasilkan dengan mereaksikan etanol dengan asam sulfat dan asam fosfat. Senyawa yang dihasilkan oleh reaksi ini sangat berguna sebagai agen etilasi dalam sintesis organik.

Dehidrasi

Asam kuat yang sangat higroskopis seperti asam sulfat akan menyebabkan dehidrasi etanol dan menghasilkan etilena maupun dietil eter:

2 CH₃CH₂OH → CH₃CH₂OCH₂CH₃ + H₂O (pada 120'C)

CH₃CH₂OH → H₂C=CH₂ + H₂O (pada 180'C)

Oksidasi

Etanol dapat dioksidasi menjadi asetaldehida, yang kemudian dapat dioksidasi lebih lanjut menjadi asam asetat. Dalam tubuh manusia, reaksi oksidasi ini dikatalisis oleh enzim tubuh. Pada laboratorium, larutan akuatik oksidator seperti asam kromat ataupun kalium permanganat digunakan untuk mengoksidasi etanol menjadi asam asetat. Proses ini akan sangat sulit menghasilkan asetaldehida oleh karena terjadinya overoksidasi. Etanol dapat dioksidasi menjadi asetaldehida tanpa oksidasi lebih lanjut menjadi asam asetat menggunakan piridinium kloro kromat (Pyridinium chloro chromate, PCC).

C₂H₅OH + 2[O] → CH₃COOH + H₂O

Produk oksidasi etanol, asam asetat, digunakan sebagai nutrien oleh tubuh manusia sebagai asetil-koA.

Pembakaran

Pembakaran etanol akan menghasilkan karbon dioksida dan air:

C₂H₅OH(g) + 3 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l);(ΔH_r = −1409 kJ/mol)

Proses Pembuatan Ethanol:

Hidrasi etilena

Etanol yang digunakan untuk kebutuhan industri sering kali dibuat dari senyawa petrokimia, utamanya adalah melalui hidrasi etilena:

C₂H₄_(g) + H₂O_(g) → CH₃CH₂OH_(l).

Katalisa yang digunakan umumnya adalah asam fosfat. Katalis ini digunakan pertama kali untuk produksi skala besar etanol oleh Shell Oil Company pada tahun 1947. Reaksi ini dijalankan dengan tekanan uap berlebih pada suhu 300 °C. Proses lama yang pernah digunakan pada tahun 1930 oleh Union Carbide adalah dengan menghidrasi etilena secara tidak langsung dengan mereaksikannya dengan asam sulfat pekat untuk mendapatkan etil sulfat. Etil sulfat kemudian dihidrolisis dan menghasilkan etanol:

C₂H₄ + H₂SO₄ → CH₃CH₂SO₄H

CH₃CH₂SO₄H + H₂O → CH₃CH₂OH + H₂SO₄

Fermentasi

Etanol untuk kegunaan konsumsi manusia (seperti minuman beralkohol) dan kegunaan bahan bakar diproduksi dengan cara fermentasi. Spesies ragi tertentu (misalnya Saccharomyces cerevisiae) mencerna gula dan menghasilkan etanol dan karbon dioksida:

C₆H₁₂O₆ → 2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂.

Proses membiarkan ragi untuk mendapatkan alkohol disebut sebagai fermentasi. Konsentrasi etanol yang tinggi akan beracun bagi ragi. Pada jenis ragi yang paling toleran terhadap etanol, ragi tersebut hanya dapat bertahan pada lingkungan 15% etanol berdasarkan volume. Untuk menghasilkan etanol dari bahan-bahan pati, misalnya serealia, pati tersebut haruslah diubah terlebih dahulu menjadi gula. Dalam pembuatan bir, ini dapat dilakukan dengan merendam biji gandum dalam air dan membiarkannya berkecambah. Biji gandum yang beru berkecambah tersebut akan menghasilkan enzim amilase. Biji kecambah gandum ditumbuk, dan amilase yang ada akan mengubah pati menjadi gula. Untuk etanol bahan bakar, hidrolisis pati menjadi glukosa dapat dilakukan dengan lebih cepat menggunakan asam sulfat encer, menambahkan fungi penghasil amilase, atapun kombinasi dua cara tersebut.

Sifat Medis Ethanol

Etanol telah banyak dibukti menyebabkan kelainan pada metabolisme lipoprotein, sintesis kolesterol dan penurunan sintesis asam empedu, asam kolat, fosfolipid, serta penurunan aktivitas enzim 12 alpha-hydroxylase.

Kegunaan Ethanol

1. Etanol Sebagai Pelarut

2. Etanol sebagai campuran dalam minuman/intoxicant

3. Etanol sebagai sintesis bahan kimia yang lain

Terima kasih telah berkunjung di LingkarangDunia, serta membaca artikel Etanol atau Alkohol (Penjelasan Lengkap Ethanol dan Alkohol). dan semoga artikel ini bermanfaat buat anda. Jika artikel ini bermanfaat jangan lupa ucapkan Terima Kasih di Kolom Komentar yang kami siapkan di bawah ini.

KIMIA

Sifat Kimia Ethanol (Karbon yang Berikatan dengan Gugus Hidroksil)

Comment

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/12/mesin-berbahan-bakar-etanol.html

Sifat Kimia Ethanol

Sifat Fisika Ethanol (Cairan Tak Berwarna yang Mudah Menguap dengan Aroma yang Khas)

Reaksi asam-basa

2CH₃CH₂OH + 2Na → 2CH₃CH₂ONa + H₂

ataupun dengan basa kuat seperti natrium hidrida:

CH₃CH₂OH + NaH → CH₃CH₂ONa + H₂.

Reaksi seperti ini tidak dapat dilakukan dalam larutan akuatik, karena air lebih asam daripada etanol, sehingga pembentukan hidroksida lebih difavoritkan daripada pembentuk etoksida.

Halogenasi

Etanol bereaksi dengan hidrogen halida dan menghasilkan etil halida seperti etil klorida dan etil bromida:

CH₃CH₂OH + HCl → CH₃CH₂Cl + H₂O

Reaksi dengan HCl memerlukan katalis seperti seng klorida. Hidrogen klorida dengan keberadaan seng klorida dikenal sebagai reagen Lucas.

CH₃CH₂OH + HBr → CH₃CH₂Br + H₂O

Reaksi dengan HBr memerlukan proses refluks dengan katalis asam sulfat. Etil halida juga dapat dihasilkan dengan mereaksikan alkohol dengan agen halogenasi yang khusus, seperti tionil klorida untuk pembuatan etil klorida, ataupun fosforus tribromida untuk pembuatan etil bromida.

CH₃CH₂OH + SOCl₂ → CH₃CH₂Cl + SO₂ + HCl

Pembentukan ester

Kondisi di bawah katalis asam, etanol bereaksi dengan asam karboksilat dan menghasilkan senyawa etil eter dan air:

RCOOH + HOCH₂CH₃ → RCOOCH₂CH₃ + H₂O.

Dehidrasi

Asam kuat yang sangat higroskopis seperti asam sulfat akan menyebabkan dehidrasi etanol dan menghasilkan etilena maupun dietil eter:

2 CH₃CH₂OH → CH₃CH₂OCH₂CH₃ + H₂O (pada 120'C)

CH₃CH₂OH → H₂C=CH₂ + H₂O (pada 180'C)

Oksidasi

C₂H₅OH + 2[O] → CH₃COOH + H₂O

Produk oksidasi etanol, asam asetat, digunakan sebagai nutrien oleh tubuh manusia sebagai asetil-koA.

Pembakaran

Pembakaran etanol akan menghasilkan karbon dioksida dan air:

C₂H₅OH(g) + 3 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l);(ΔH_r = −1409 kJ/mol)

Terima kasih telah berkunjung di LingkaranDunia, serta membaca artikel mengenai Sifat Kimia Ethanol, dan semoga artikel ini bermanfaat buat anda. Dan jika artikel ini membantu anda, alangka baiknya anda mengucaokan terima kasih di Kolom Komentar.

KIMIA

Sifat Fisika Ethanol (Cairan Tak Berwarna yang Mudah Menguap dengan Aroma yang Khas)

Comment

Sifat-Sifat Fisika Ethanol

Terima kasih telah berkunjung di LingkaranDunia, serta membaca artikel mengenai Sifat Fisika Etanol. Semoga artikel ini Bermanfaat buat anda dan jika artikel ini bermanfaat alangka baiknya anda mengucapkan trima kasih di kolom komentar.

KIMIA

Penjelasan Neutron Secara Umum (Neutron atau netron memiliki massa 940 MeV/c² (1.6749 × 10−27 kg)

Comment

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/12/neutron-neutron-atau-netron-adalah.html

Pada tahun 1920, Ernest Rutherford mengkonseptualisasikan kemungkinan keberadaan neutron. Secara khusus, Rutherford menganggap bahwa adanya perbedaan antara jumlah atom dari atom dan massa atom dapat dijelaskan oleh adanya partikel bermuatan netral dalam atom inti. Dia menganggap neutron menjadikan netral sebuah elektron yang mengorbit proton.

Pada tahun 1930 Viktor Ambartsumian dan Dmitri Ivanenko di Uni Soviet menemukan bahwa, bertentangan dengan pendapat yang berlaku sebelumnya, inti tidak dapat terdiri dari proton dan elektron. Mereka membuktikan bahwa beberapa partikel netral harus hadir selain proton.

Pada tahun 1931, Walther Bothe dan Herbert Becker di Jerman menemukan bahwa jika partikel alpha yang penuh energi yang dipancarkan dari polonium jatuh pada elemen cahaya tertentu, khususnya berilium, boron, atau lithium, sebuah radiasi yang menembus secara tidak biasa telah diproduksi.

Pada awalnya radiasi ini dianggap radiasi gamma, meskipun penetrasinya lebih dari sinar gamma yang biasa dikenal, dan rincian hasil eksperimen sangat sulit untuk menafsirkan dasar ini. Kontribusi penting berikutnya dilaporkan tahun 1932 oleh Irène Joliot-Curie dan Frédéric Joliot di Paris. Mereka menunjukkan bahwa jika radiasi ini diketahui jatuh pada parafin, atau senyawa yang mengandung hidrogen-lainnya, akan mengeluarkan proton energi yang sangat tinggi.

Pengertian

Neutron adalah partikel subatomik Hadron yang memiliki n simbol atau N0, tidak ada muatan listrik bersih dan massa sedikit lebih besar daripada proton. Kecuali hidrogen, inti atom terdiri dari proton dan neutron, yang oleh karena itu secara kolektif disebut sebagai nukleon. Jumlah proton dalam inti atom adalah jumlah dan mendefinisikan jenis elemen bentuk atom.

Neutron berperan penting dalam sebuah inti atom karena mereka mengikat proton melalui ikatan yang kuat; proton tidak dapat mengikat satu sama lain karena daya tolakan elektromagnetik lebih kuat daripada daya tariknya. Jumlah neutron juga nomor neutron dalam menentukan isotop elemen. Sebagai contoh, isotop karbon-12 memiliki 6 proton berlimpah dan 6 neutron, sedangkan karbon-14 radioaktif isotop sangat jarang memiliki 6 proton dan neutron 8.

Ketika neutron terikat dalam inti stabil, neutron bebas tidak stabil, mereka menjalani peluruhan beta (beta decay) seumur hidup dengan rata-rata hanya di bawah 15 menit (881,5 ± 1,5 s) neutron bebas diproduksi dalam fisi dan fusi nuklir. Sumber neutron khusus seperti reaktor riset dan sumber spallation menghasilkan neutron bebas untuk digunakan dalam non-radiasi dan dalam eksperimen hamburan neutron. Meski bukan unsur kimia, neutron bebas kadang-kadang dimasukkan dalam tabel nuklida. Hal ini kemudian dianggap memiliki nomor atom nol dan nomor massa dari satu, dan kadang-kadang disebut sebagai neutronium.

Neutron telah menjadi kunci untuk produksi listrik nuklir. Setelah neutron ditemukan pada tahun 1932, direalisasi pada tahun 1933 bahwa ada kemungkinan memediasi reaksi berantai nuklir. Pada tahun 1930, neutron digunakan untuk memproduksi berbagai jenis transmutasi nuklir. Saat fisi nuklir itu ditemukan pada tahun 1938, ia segera direalisasi bahwa ini mungkin menjadi mekanisme untuk menghasilkan neutron untuk reaksi berantai, jika proses ini juga menghasilkan neutron, dan ini terbukti pada tahun 1939, yang memperjelas produksi tenaga nuklir. Beberapa perisitiwa dan penemuan ini memunculkan reaksi rantai nuklir buatan manusia pertama (Chicago Pile-1, 1942) dan senjata-senjata nuklir pertama (1945).

Neutron

Neutron atau netron adalah partikel subatomik yang tidak bermuatan (netral) dan memiliki massa 940 MeV/c² (1.6749 × 10⁻²⁷ kg, sedikit lebih berat dari proton. Putarannya adalah ½. Inti atom dari kebanyakan atom (semua kecuali isotop Hidrogen yang paling umum, yang terdiri dari sebuah proton) terdiri dari proton dan neutron.

Di luar inti atom, neutron tidak stabil dan memiliki waktu paruh sekitar 15 menit (881.5±1.5 detik), meluluh dengan memancarkan elektron dan antineutrino untuk menjadi proton. Metode peluruhan yang sama (peluruhan beta) terjadi di beberapa inti atom. Partikel-partikel dalam inti atom biasanya adalah neutron dan proton, yang berubah menjadi satu dan lainnya dengan pemancaran dan penyerapan pion. Sebuah neutron diklasifikasikan sebagai baryon dan terdiri dari dua quark bawah dan satu quark atas. Persamaan Neutron antibendanya adalah antineutron.

Perbedaan utama dari neutron dengan partikel subatomik lainnya adalah mereka tidak bermuatan. Sifat netron ini membuat penemuannya lebih terbelakang, dan sangat menembus, membuatnya sulit diamati secara langsung dan membuatnya sangat pentin sebagai agen dalam perubahan nuklir.

Penelitian yang dilakukan Rutherford selain sukses mendapatkan beberapa hasil yang memuaskan juga mendapatkan kejanggalan yaitu massa inti atom unsur selalu lebih besar daripada massa proton di dalam inti atom. Rutherford menduga bahwa terdapat partikel lain di dalam inti atom yang tidak bermuatan karena atom bermuatan positif disebabkan adanya proton yang bermuatan positif.

Adanya partikel lain di dalam inti atom yang tidak bermuatan dibuktikan oleh James Chadwick pada tahun 1932. Chadwick melakukan penelitian dengan menembak logam berilium menggunakan sinar alfa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa suatu partikel yang tak bermuatan dilepaskan ketika logam berilium ditembak dengan sinar alfa dan partikel ini disebut sebagai neutron.

Neutron tak bermuatan dan bermassa 1 sma (pembulatan).

Sejarah

Gagasan bahwa semua materi terdiri dari partikel dasar dimulai setidaknya dari abad ke-6 SM. Doktrin filosofis atomisme dan sifat partikel dasar dipelajari oleh Filsuf Yunani kuno seperti Leucippus, Democritus dan Epicurus, Filsuf India kuno seperti Kanada, Dignaga dan Dharmakirti; ilmuwan abad pertengahan seperti Alhazen, Ibnu Sina dan Algazel; dan fisikawan Eropa awal modern seperti Pierre Gassendi, Robert Boyle dan Isaac Newton.

Teori partikel cahaya juga diusulkan oleh Alhazen, Ibnu Sina, Gassendi dan Newton. Ide-ide awal didirikan di penalaran filosofis abstrak daripada eksperimen dan pengamatan empiris.

Pada abad ke-19, John Dalton, melalui karyanya pada stoikiometri, menyimpulkan bahwa setiap unsur alam terdiri dari satu jenis partikel yang unik. Dalton dan sezamannya percaya ini adalah partikel dasar alam dan dengan demikian mereka bernama atom, dari kata Yunani atomos , berarti "tak terbagi". Namun, mendekati akhir abad ini, fisikawan menemukan bahwa atom ternyata bukanlah partikel dasar alam, tetapi gabungan dari partikel-pertikel yang lebih kecil.

Penelitian fisika nuklir dan fisika kuantum pada awal abad 20 memuncak pada bukti fisi nuklir pada tahun 1939 oleh Lise Meitner (berdasarkan percobaan oleh Otto Hahn), dan fusi nuklir oleh Hans Bethe pada tahun yang sama. Penemuan-penemuan ini memunculkan industri aktif untuk menghasilkan satu atom dari yang lain, bahkan mungkin melakukan (walaupun tidak menguntungkan) transmutasi timah menjadi emas.

Mereka juga mengarah pada pengembangan senjata nuklir. Sepanjang tahun 1950-an dan 1960-an, berbagai partikel ditemukan dalam eksperimen hamburan yang disebut sebagai "kebun binatang partikel". Istilah ini telah ditinggalkan setelah perumusan Model Standar selama tahun 1970-an di mana sejumlah besar partikel itu dijelaskan sebagai kombinasi dari sejumlah partikel fundamental.

Partikel Subatomik

Penelitian mutakhir fisika partikel difokuskan pada partikel sub-atomik, termasuk unsur atom seperti elektron, proton, dan neutron (proton dan neutron sebenarnya partikel gabungan yang terdiri dari quark), partikel yang dihasilkan oleh proses radioaktif dan hamburan, seperti foton, neutrino, dan muons, serta berbagai partikel eksotis.

Sebenarnya, istilah partikel adalah keliru karena dinamika fisika partikel diatur oleh mekanika kuantum. Dengan demikian, mereka menunjukkan perilaku dualitas gelombang-partikel, seperti partikel dalam seubah kondisi percobaan dan seperti di gelombang kondisi keadaan lain (lebih teknis mereka dijelaskan oleh vektor keadaan dalam ruang Hilbert; teori medan kuantum lihat). Mengikuti konvensi fisikawan partikel, "partikel dasar" merujuk pada objek seperti elektron dan foton dan "partikel" ini menampilkan sifat gelombang juga.

Semua partikel dan interaksi mereka diamati sampai masa kini dapat dijelaskan sepenuhnya oleh sebuah teori medan kuantum yang disebut Model Standar. Model Standar memiliki 17 jenis partikel dasar: 12 fermion (24 jika Anda menghitung antipartikel secara terpisah), boson vektor 4 (5 jika Anda menghitung antipartikel secara terpisah), dan 1 boson skalar. Partikel-partikel dasar ini dapat bergabung untuk membentuk partikel gabungan, yang jenisnya kini mencapai ratusan sejak ditemukan partikel gabungan pertama pada 1960-an. Model Standar telah ditemukan sesuai dengan hampir semua tes percobaan yang dilakukan saat ini.

Namun, sebagian besar fisikawan partikel percaya bahwa model ini masih belum bisa memberikan penjelasan yang lengkap tentang alam, dan bahwa ada teori yang lebih fundamental. Dalam beberapa tahun terakhir, ukuran massa neutrino telah memberikan simpangan percobaan pertama dari Model Standar.

Jika anda ingin tauh lebih mendalam tentang Elektron, silahkan anda buka LINK di bawah ini.

Penjelasan Lengkap Energi Terbarukan Penjelasan Lengkap Elektron (Penemuan elektron,Teori atom,Mekanika kuantum, dll) Download IDM Full Persi (GRATIS) Cepat dan Tepat Mendaftar Google Adsense Full

erima kasih telah membaca artikel mengenai Penjelasan Neutron Secara Umum, semoga apa yang saya bagikan ini bermanfaat buat anda, jika ingin melihat artikel lainnya silahkan masukkan kata kunci LingkaranDunia Akostader/http://amirakostader.blogspot.co.id/

KIMIA

Partikel Subatomik (Para Ilmuan di Fokuskan pada Partikel Sub-Atomik)

Comment

Gagasan

Partikel Subatomik

Jika anda ingin tauh lebih mendalam tentang Elektron, silahkan anda buka LINK di bawah ini.

Penjelasan Lengkap Energi Terbarukan Penjelasan Lengkap Elektron (Penemuan elektron,Teori atom,Mekanika kuantum, dll) Download IDM Full Persi (GRATIS) Cepat dan Tepat Mendaftar Google Adsense Full

erima kasih telah membaca artikel mengenai Partikel Subatomik, semoga apa yang saya bagikan ini bermanfaat buat anda, jika ingin melihat artikel lainnya silahkan masukkan kata kunci LingkaranDunia Akostader/http://amirakostader.blogspot.co.id/

KIMIA

Neutron (Neutron atau netron adalah partikel subatomik)

Comment

Neutron

Neutron atau netron adalah partikel subatomik yang tidak bermuatan (netral) dan memiliki massa 940 MeV/c² (1.6749 × 10⁻²⁷ kg, sedikit lebih berat dari proton. Putarannya adalah ½.

Inti atom dari kebanyakan atom (semua kecuali isotop Hidrogen yang paling umum, yang terdiri dari sebuah proton) terdiri dari proton dan neutron.Di luar inti atom, neutron tidak stabil dan memiliki waktu paruh sekitar 15 menit (881.5±1.5 detik), meluluh dengan memancarkan elektron dan antineutrino untuk menjadi proton. Metode peluruhan yang sama (peluruhan beta) terjadi di beberapa inti atom.

Partikel-partikel dalam inti atom biasanya adalah neutron dan proton, yang berubah menjadi satu dan lainnya dengan pemancaran dan penyerapan pion. Sebuah neutron diklasifikasikan sebagai baryon dan terdiri dari dua quark bawah dan satu quark atas. Persamaan Neutron antibendanya adalah antineutron.

Neutron tak bermuatan dan bermassa 1 sma (pembulatan).

Jika anda ingin tauh lebih mendalam tentang Elektron, silahkan anda buka LINK di bawah ini.

Penjelasan Lengkap Energi Terbarukan Penjelasan Lengkap Elektron (Penemuan elektron,Teori atom,Mekanika kuantum, dll) Download IDM Full Persi (GRATIS) Cepat dan Tepat Mendaftar Google Adsense Full

erima kasih telah membaca artikel mengenai Neutron, semoga apa yang saya bagikan ini bermanfaat buat anda, jika ingin melihat artikel lainnya silahkan masukkan kata kunci LingkaranDunia Akostader/http://amirakostader.blogspot.co.id/

KIMIA

Apa Itu Berkas partikel/Elektron (rapatan energi sampai sebesar 107 W·cm−2)

Comment

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/12/penjelasan-lengkap-energi-terbarukan.html

Berkas Partikel atau Elektron

Arus elektron yang diamati di dalam tabung kaca hampa udara yang dilengkapi oleh paling sedikit dua elektrode logam yang diberi tegangan listrik, katode atau elektrode negatif dan anode atau elektrode positif. Elektron pertama ditemukan sebagai komponen penyusun sinar katode.

Pada 1897, fisikawan Inggris Joseph John Thomson menunjukkan bahwa sinar katode terdiri dari partikel bermuatan negatif yang belum pernah dikenal, yang kemudian dinamai elektron. Tabung sinar katode menghasilkan gambar di dalam pesawat televisi dan monitor komputer terdahulu.

Berkas elektron adalah digunakan dalam proses pengelasan yang mengizinkan rapatan energi sampai sebesar 10⁷ W·cm⁻² diterapkan pada sasaran sempit berdiameter 0,1–1,3 mm dan biasanya tidak memerlukan bahan isi. Teknik pengelasan ini harus dilakukan dalam kondisi vakum, sehingga berkas elektron tidak berinteraksi dengan gas sebelum mencapai target. Tekni ini dapat digunakan untuk menyatukan bahan-bahan konduktif yang tidak cocok dilas menggunakan teknik pengelasan biasa.

Litografi berkas elektron (EBL) merupakan suatu metode pengetsaan semikonduktor dengan resolusi lebih kecil dari satu mikron. Teknik ini berbiaya tinggi, lambat, dan perlu dioperasikan secara vakum dan cenderung mengakibatkan sebaran elektron pada padatan. Oleh karena sebaran ini, resolusinya terbatas pada 10 nm. Oleh karenanya, EBL utamanya digunakan pada produksi sejumlah kecil sirkuit terpadu yang terspesialisasi.

Pemrosesan berkas elektron digunakan untuk mengiradiasi material agar sifat-sifat fisikanya berubah ataupun untuk tujuan sterilisasi produk makanan dan medis. Dalam terapi radiasi berkas elektron dihasilkan oleh pemercepat liner untuk pengobatan tumor superfisial. Oleh karena berkas elektron hanya menembus kedalaman yang terbatas sebelum diserap, biasanya sampai dengan 5 cm untuk elektron berenergi 5–20 MeV, terapi elektron berguna untuk mengobati lesi kulit seperti karsinoma sel basal. Berkas elektron dapat digunakan untuk mensuplemen perawatan daerah-daerah yang telah diiradiasi oleh sinar-X.

Pemercepat partikel menggunakan medan listrik untuk membelokkan elektron dan antipartikelnya mencapai energi tinggi. Oleh karena partikel ini bergerak melalui medan magnetik, ia memancarkan radiasi sinkrotron. Intensitas radiasi ini bergantung pada spin, yang menyebabkan polarisasi berkas elektron (dikenal sebagai efek Sokolov-Ternov).

Berkas elektron yang terpolarisasi ini dapat digunakan dalam berbagai eksperimen. Radiasi sinkotron juga dapat digunakan untuk pendinginan berkas elektron, yang menurunkan sebaran momentum partikel. Seketika partikel telah dipercepat sampai pada energi yang ditentukan, elektron dan positron ditumbukkan. Emisi energi yang dihasilkan oleh tumbukan tersebut dipantau menggunakan detektor partikel dan dipelajari dalam fisika partikel.

Jika anda ingin tauh lebih mendalam tentang Elektron, silahkan anda buka LINK di bawah ini.

Penjelasan Lengkap Energi Terbarukan Penjelasan Lengkap Elektron (Penemuan elektron,Teori atom,Mekanika kuantum, dll) Download IDM Full Persi (GRATIS) Cepat dan Tepat Mendaftar Google Adsense Full

Perhatikan:

Penyebut versi pecahannya merupakan balikan nilai desimal (dengan ketidakpastian standar relatif 4,2 × 10^-10).
Muatan elektron adalah negatif muatan elementer yang memiliki nilai positif untuk proton.
Besaran ini didapatkan dari bilangan kuantum spin sebagai
$\begin{alignat}{2} S & = \sqrt{s(s + 1)} \cdot \frac{h}{2\pi} \\ & = \frac{\sqrt{3}}{2} \hbar \\ \end{alignat}$
untuk bilangan kuantum s = ¹⁄₂.
Lihat: Gupta, M. C. (2001). Atomic and Molecular Spectroscopy. New Age Publishers. p. 81. ISBN 8122413005.
Bohr magneton:
$\textstyle\mu_B=\frac{e\hbar}{2m_e}.$
Jari-jari elektron klasik diturunkan sebagai berikut. Asumsikan bahwa muatan elektron tersebar merata di seluruh volume bola partikel. Oleh karena satu bagian bola tersebut akan menolak bagian yag lainnya, bola tersebut mengandung energi potensial elektrostatik. Energi ini diasumsikan sama dengan energi rihat elektron, yang ditentukan melalui teori relativitas khusus (E=mc²).
Dari teori elektrostatistika, energi potensial suatu bola dengan jari-jari r dan muatan e adalah:
$E_{\mathrm p} = \frac{e^2}{8\pi \varepsilon_0 r},$
dengan ε₀ adalah permitivitas vakum. Untuk sebuah elektron dengan massa rihat m₀, energi rihatnya adalah sama dengan:
$\textstyle E_{\mathrm p} = m_0 c^2,$
dengan c adalah kecepatan cahaya dalam vakum. Dengan menyamakan kedua persamaan ini dan mencari nilai r, kita akan mendapatkan jari-jari elektron klasik.
Lihat: Haken, Hermann; Wolf, Hans Christoph; Brewer, W. D. (2005). The Physics of Atoms and Quanta: Introduction to Experiments and Theory. Springer. p. 70. ISBN 3540672745.
Radiasi yang berasal dari elektron non-relativistik kadang-kadang disebut radiasi siklotron.
Perubahan pada panjang gelombang Δλ bergantung pada sudut pentalan θ sebagai berikut
$\textstyle \Delta \lambda = \frac{h}{m_ec} (1 - \cos \theta),$
dengan c adalah kecepatan cahaya dalam vakum dan m_e adalah massa elektron. Lihat Zombeck (2007:393,396).
Dengan mencari kecepatan elektron dan menggunakan pendekatan untuk nilai γ yang besar, kita akan mendapatkan:
$\begin{alignat}{2} v & = c\sqrt{1\ - \gamma^{-2}} \\ & = 0,999\,999\,999\,95\,c. \\ \end{alignat}$

erima kasih telah membaca artikel mengenai Apa Itu Berkas partikel/Elektron, semoga apa yang saya bagikan ini bermanfaat buat anda, jika ingin melihat artikel lainnya silahkan masukkan kata kunci LingkaranDunia Akostader/http://amirakostader.blogspot.co.id/

KIMIA

Pengamatan Elektron (mendeteksi energi radiasi elektron)

Comment

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/12/pembentukan-elektron-teori-big-bang.html

Pengamatan

Elektron adalah partikel subatomik (lebih kecil dari atom) partikel yang membawa satu unit listrik negatif. Semua materi terdiri dari atom yang, pada gilirannya, mengandung partikel tiga sangat kecil: proton, neutron, dan elektron. Dari ketiga ini, hanya elektron dianggap partikel dasar, yaitu, tidak mampu yang dipecah menjadi partikel yang lebih sederhana. Kehadiran atau tidak adanya kelebihan elektron bertanggung jawab untuk semua fenomena listrik. Misalkan kawat logam terhubung ke dua ujung baterai. Tekanan listrik dari elektron dalam elektron kekuatan baterai dalam atom logam mengalir. Aliran elektron adalah arus listrik.

Pengamatan elektron dari jauh memerlukan alat yang mampu mendeteksi energi radiasi elektron tersebut. Sebagai contohnya, dalam lingkungan berenergi tinggi seperti korona bintang, elektron bebas yang berbentuk plasma meradiasikan energinya oleh karena Bremsstrahlung. Gas elektron dapat menjalani osilasi plasma, yang merupakan gelombang yang disebabkan oleh variasi pada rapatan elektron yang sinkron. Hal ini kemudian menghasilkan emisi energi yang dapat dideteksi menggunakan teleskop radio.

Frekuensi sebuah foton berbanding lurus dengan energinya. Elektron yang terikat pada inti atom dengan aras energi tertentu akan menyerap ataupun memancarkan foton pada frekuensi aras energi tersebut. Contohnya, ketika atom diiradiasi oleh sumber energi berspektrum lebar, garis-garis absorpsi tertentu akan muncul pada spektrum radiasi yang ditransmisikan. Tiap-tiap unsur ataupun molekul yang berbeda akan menampakkan garis-garis spektrum yang berbeda-beda pula. Pengukuran spektroskopi terhadap kekuatan dan lebar garis-garis spektrum ini memungkinkan penentuan komposisi kimia dan sifat fisika suatu zat.

Dalam laboratorium, interaksi elektron individu dapat dipantau menggunakan detektor partikel, yang memungkinkan pengukuran sifat-sifat fisika elektron seperti energi, spin, dan muatannya. Dikembangkannya perangkap Paul dan perangkap Penning mengizinkan partikel bermuatan diperangkap ke dalam suatu daerah tertentu untuk masa yang lama. Hal ini mengizinkan pengukuran yang cermat mengenai sifat dan ciri partikel.

Dalam satu percobaan, perangkap Penning dapat memerangkap satu elektron tunggal dalam periode waktu 10 bulan. Momen magnetik elektron yang telah diukur, telah mencapai presisi pengukuran hingga 11 digit. Pada saat itu (1980), pengukuran ini lebih akurat daripada pengukuran konstanta fisika lainnya.

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/12/penjelasan-lengkap-elektron-penemuan.html

Video pertama yang memperlihatkan distribusi energi elektron direkam oleh sekelompok ilmuwan di Universitas Lund Swedia pada Februari 2008. Para ilmuwan ini menggunakan kilatan cahaya yang sangat pendek, disebut sebagai pulsa attosekon (10⁻¹⁸), mengizinkan gerak elektron dipantau untuk pertama kalinya.

Distribusi elektron dalam material padat dapat divisualisasikan menggunakan ARPES (angle resolved photoemission spectroscopy). Teknik ini menggunakan efek fotolistrik untuk mengukur ruang timbal-balik, yaitu suatu representasi struktur periodik yang digunakan untuk menduga struktur awal material. ARPES dapat digunakan untuk menentukan arah, kecepatan, dan sebaran elektron dalam material.

Jika anda ingin tauh lebih mendalam tentang Elektron, silahkan anda buka LINK di bawah ini.

Penjelasan Lengkap Energi Terbarukan Penjelasan Lengkap Elektron (Penemuan elektron,Teori atom,Mekanika kuantum, dll) Download IDM Full Persi (GRATIS) Cepat dan Tepat Mendaftar Google Adsense Full

erima kasih telah membaca artikel mengenai Pengamatan Elektron, semoga apa yang saya bagikan ini bermanfaat buat anda, jika ingin melihat artikel lainnya silahkan masukkan kata kunci LingkaranDunia Akostader/http://amirakostader.blogspot.co.id/

KIMIA

Pembentukan Elektron (Teori Big Bang merupakan teori ilmiah yang paling luas diterima)

Comment

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/11/pemanfaatan-minyak-jelantah-menjadi.html

Pembentukan

Teori Big Bang merupakan teori ilmiah yang paling luas diterima sebagai penjelasan atas berbagai tahapan awal evolusi alam semesta. Beberapa milidetik setelah Big Bang, temperatur alam semesta lebih dari 10 milyar kelvin dan foton memiliki energi rata-rata lebih dari satu juta elektronvolt. Foton ini memiliki energi yang cukup sehingganya dapat bereaksi satu sama lainnya membentuk pasangan elektron dan positron,

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/11/pemanfaatan-minyak-jelantah-menjadi.html

dengan γ adalah foton, e⁺ adalah positron, dan e⁻ adalah elektron. Sebaliknya pula, positron-elektron memusnahkan satu sama lainnya dan memancarkan foton berenergi tinggi. Kesetimbangan antara elektron, positron, dan foton terjada semasa fase evolusi alam semesta ini. Setelah 15 detik, temperatur alam semesta turun di bawah ambang batas yang mengizinkan pembentukan positron-elektron. Elektron dan positron yang tersisa memusnahkan satu sama lain, melepaskan radiasi gama yang memanaskan kembali alam semesta dalam waktu singkat.

Semasa proses leptogenesis, terdapat jumlah elektron yang lebih banyak daripada positron. Sampai sekarang, masihlah belum jelas mengapa elektron dapat berjumlah lebih banyak daripada positron. Sekitar satu dari satu miliar elektron lolos dari proses pemusnahan. Kelebihan jumlah proton dibandingkan antiproton juga terjadi dalam kondisi asimetri barion, menyebabkan muatan total alam semesta menjadi nol. Proton dan neutron yang tidak musnah kemudian mulai berpartisipasi dalam reaksi nukleosintesis, membentuk isotop hidrogen dan helium, serta sekelumit litium. Proses ini mencapai puncaknya setelah lima menit. Neutron yang tersisa kemudian menjalani peluruhan beta negatif dengan umur paruh sekitar seribu detik, melepaskan proton dan elektron dalam prosesnya,

\mathrm n \Rightarrow \mathrm p + \mathrm e^{-} + \bar{\mathrm \nu}_\mathrm e,

dengan n adalah neutron, p adalah proton dan ν_e adalah antineutrino elektron. Selama 300.000-400.000 tahun ke depan, energi elektron yang berlebih masih sangat kuat sehingganya tidak berikatan dengan inti atom. Setelah itu, periode rekombinasi terjadi, saat atom netral mulai terbentuk dan alam semesta yang mengembang menjadi transparan terhadap radiasi.

Kira-kira satu juta tahun setelah big bang, generasi bintang pertama mulai terbentuk. Dalam bintang, nukleosintesis bintang mengakibatkan pembentukan positron dari penggabungan inti atom. Partikel antimateri ini dengan segera memusnahkan elektron dan melepaskan sinar gama. Oleh sebab itu, terjadi penurunan jumlah elektron yang diikuti dengan peningkatan jumlah neutron dengan kuantitas yang sama. Walau demikian, proses evolusi bintang dapat pula mengakibatkan sintesis isotop-isotop radioaktif. Beberapa isotop tersebut kemudian dapat menjalani peluruhan beta negatif dan memancarkan elektron dan antineutrino dari inti atom. Salah satu contohnya adalah isotop kobalt-60 (⁶⁰Co) yang meluruh menjadi nikel-60 (⁶⁰Ni).

Pada akhir masa kehidupannya, bintang yang bermassa lebih dari 20 massa surya dapat menjalani keruntuhan gravitasi dan membentuk lubang hitam. Menurut fisika klasik, objek luar angkasa yang sangat berat ini menghasilkan gaya tarik gravitasi yang sangat besar sehingganya tiada benda apapun, termasuk radiasi elektromagnetik, yang dapat lolos dari jari-jari Schwarzschild. Namun, dipercayai bahwa efek mekanika kuantum mengizinkan radiasi Hawking dipancarkan pada jarak ini. Elektron (dan positron) diperkirakan diciptakan di horizon persitiwa lubang hitam.

Ketika pasangan-pasangan partikel maya (seperti elektron dan positron) tercipta disekitar horizon peristiwa, distribusi spasial acak partikel-partikel ini mengizinkan salah satu partikel muncul pada bagian eksterior; proses ini disebut sebagai penerowongan kuantum. Potensial gravitasi lubang hitam kemudian dapat memasok energi yang mengubah partikel maya menjadi partikel nyata, mengizinkannya beradiasi keluar menuju luar angkasa. Sebagai gantinya, pasangan lainnya akan mendapatkan energi negatif, yang menyebabkan penurunan massa-energi lubang hitam. Laju radiasi Hawking meningkat seiring dengan menurunnya massa, pada akhirnya akan menyebabkan lubang hitam "menguap" sampai akhirnya meledak.

Sinar kosmis adalah partikel-partikel yang bergerak di luar angkasa dengan energi yang tinggi. Energi sebesar 3,0 × 10²⁰ eV telah tercatat. Ketika partikel-partikel ini bertumbukan dengan nukleon di atmosfer Bumi, hujanan partikel-partikel dihasilkan, termasuk pula pion. Lebih dari setengah radiasi kosmis yang terpantau dari permukaan Bumi terdiri dari muon. Partikel ini merupakan sejenis lepton yang dihasilkan di atmosfer bagian atas melalui peluruhan pion. Muon, pada gilirannya, dapat meluruh menjadi elektron maupun positron. Oleh karena itu, untuk pion bermuatan negatif π⁻,

\displaystyle \mathrm \pi^{-} \rightarrow \mathrm \mu^{-} + \bar{\mathrm \nu_{\mathrm \mu}},

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/12/penjelasan-lengkap-energi-terbarukan.html

Jika anda ingin tauh lebih mendalam tentang Elektron, silahkan anda buka LINK di bawah ini.

Penjelasan Lengkap Energi Terbarukan Penjelasan Lengkap Elektron (Penemuan elektron,Teori atom,Mekanika kuantum, dll) Download IDM Full Persi (GRATIS)

Cepat dan Tepat Mendaftar Google Adsense Full

erima kasih telah membaca artikel mengenai Pembentukan Elektron, semoga apa yang saya bagikan ini bermanfaat buat anda, jika ingin melihat artikel lainnya silahkan masukkan kata kunci LingkaranDunia Akostader/http://amirakostader.blogspot.co.id/

KIMIA

Konduktivitas (Apabila terdapat elektron yang kurang dari jumlah proton)

Comment

http://amirakostader.blogspot.co.id/2016/12/atom-dan-molekul-elektron-dapat-terikat.html

Konduktivitas

Hal ini juga diketahui kepada kita bahwa konduktivitas material tergantung pada konsentrasi elektron bebas di dalamnya. Konduktor yang baik terdiri konsentrasi besar elektron bebas sedangkan isolator terdiri konsentrasi yang sangat kecil dari elektron bebas. Konsentrasi elektron bebas dalam semikonduktor adalah di antara nilai konsentrasi elektron bebas di konduktor dan isolator. Itulah sebabnya konduktivitas semikonduktor moderat tidak terlalu tinggi dan tidak terlalu rendah. The typicality semikonduktor adalah bahwa elektron kelambu dalam semikonduktor tidak bebas seperti logam bukan mereka terjebak dalam ikatan antara dua ion yang berdekatan. Germanium dan Silicon adalah dua semikonduktor yang sangat populer digunakan. Struktur kristal dari kedua semikonduktor terdiri pengulangan rutin unit tiga dimensi.

Jika sebuah benda memiliki elektron yang berlebih atau kurang dari yang diperlukan untuk menyeimbangkan muatan inti atom yang positif, benda tersebut akan memiliki muatan listrik. Ketika terdapat elektron berlebih, benda tersebut dikatakan bermuatan negatif. Apabila terdapat elektron yang kurang dari jumlah proton dalam inti atom, benda tersebut dikatakan bermuatan positif. Ketika jumlah elektron dan jumlah proton adalah sama, muatan keduanya meniadakan satu sama lainnya dan benda tersebut dikatakan bermuatan netral. Benda makro dapat menjadi bermuatan listrik melalui penggosokan dan menghasilkan efek tribolistrik.

Elektron tunggal yang bergerak dalam vakum diistilahkan sebagai elektron bebas. Elektron-elektron dalam logam juga berperilaku seolah-olah bebas. Dalam kenyataannya, partikel yang umumnya diistilahkan elektron dalam logam dan padatan lainnya merupakan kuasi-elektron-kuasi-partikel, yang memiliki muatan listrik, spin, dan momen magnetik yang sama dengan elektron asli, namun bermassa berbeda. Ketika elektron bebas bergerak dalam vakum ataupun dalam logam, ia akan menghasilkan aliran muatan yang disebut sebagai arus listrik. Arus listrik ini kemudian akan menghasilkan medan magnetik. Sebaliknya, arus dapat diciptakan pula dengan mengubah medan magnetik. Interaksi ini dinyatakan secara matematis menggunakan persamaan Maxwell.

Pada suhu tertentu, tiap-tiap material memiliki konduktivitas listrik yang menentukan nilai arus listriknya ketika potensial listrik dialirkan kepadanya. Contoh benda yang memiliki konduktivitas listrik yang baik (disebut konduktor) misalnya emas dan tembaga, sedangkan gelas dan teflon adalah konduktor yang buruk. Dalam material dielektrik, elektron tetap terikat pada atom penyusunnya dan material tersebut berperilaku seperti insulator. Sebaiknya logam memiliki struktur pita elektronik yang mengandung pita elektronik yang terisi sebagian. Keberadaan pita tersebut mengizinkan elektron dalam logam berperilaku seolah-olah bebas (elektron terdelokalisasi). Elektron yang terdelokalisasi ini tidak terikat pada atom apapun, sehingga ketika dialiri medan listrik, elektron tersebut akan bergerak bebas seperti gas (gas fermi) melalui material tersebut seperti elektron bebas.

Oleh karena tumbukan antara elektron dengan atom, kecepatan hanyutan elektron dalam konduktor memiliki kisaran milimeter per detik. Namun, kecepatan rambatan elektron biasanya adalah sekitar 75% kecepatan cahaya. Ini terjadi karena sinyal elektrik merambat sebagai gelombang, yang kecepatannya tergantung dari konstanta dielektrik material atau bahan.

Logam merupakan konduktor panas yang baik, utamanya disebabkan oleh elektron terdelokalisasi yang bebas untuk mentranspor energi termal antaratom. Namun, berbeda dengan konduktivitas listrik, konduktivitas termal logam hampir tidak tergantung pada suhu. Konduktivitas termal diekspresikan secara matematis menurut hukum Wiedemann-Franz, yang menyatakan bahwa rasio konduktivitas termal terhadap konduktivitas listrik berbanding lurus terhadap temperatur. Kebalauan termal dalam kisi logam meningkatkan resistivitas listrik material, sehingganya membuat arus listrik tergantung pada temperatur.

Ketika didinginkan di bawah temperatur kritis, material dapat mengalami transisi fase yang menyebabkannya kehilangan semua resistivitas arus listrik. Hal ini dinamakan superkonduktivitas. Dalam teori BCS, perilaku ini dimodelkan oleh pasangan elektron yang memasuki keadaan kuantum kondensat Bose-Einstein. Pasangan Cooper ini memiliki gerakan yang dikopling oleh materi sekitar via getaran kekisi yang disebut fonon, sehingga elektron dapat menghindari tumbukan dengan atom-atom material yang menciptakan hambatan listrik. (Pasangan Cooper memiliki jari-jari sekitar 100 nm, sehingga dapat bertumpang tindih satu sama lain.) Walaupun begitu, mekanisme mengenai bagaimana superkonduktor temperatur tinggi bekerja masih belumlah terpecahkan.

Elektron yang berada dalam padatan konduktor, yang sendirinya juga merupakan kuasipartikel, ketika dikungkung secara ketat pada temperatur yang mendekati nol absolut, akan berperilaku seolah-olah terbelah lebih jauh menjadi dua kuasipartikel: spinon dan holon. Spinon memiliki spin dan momen magnetik, sedangkan holon memiliki muatan listrik.

Contoh:

Setiap atom di germanium memberikan kontribusi empat elektron kelambu untuk membuat ikatan kovalen dengan empat atom germanium yang berdekatan dalam kristal. Jadi atom adalah tetravalen. Inti ion inert germanium yang bertindak sebagai muatan positif dari 4 biaya elektronik. Elektron kelambu di germanium kristal berfungsi untuk mengikat satu atom ke yang berikutnya maka dapat dikatakan bahwa elektron kelambu erat dibatasi dengan atom dalam kristal.

Inilah sebabnya mengapa meskipun atom germanium memiliki empat elektron kelambu di dalamnya tapi germanium kristal secara keseluruhan bukanlah konduktor yang sangat baik listrik. Pada suhu nol mutlak kristal semikonduktor berperilaku seperti isolator karena tidak ada operator bebas dari listrik yang tersedia. Namun pada suhu kamar (300 ° K), beberapa ikatan kovalen dalam kristal yang rusak karena energi yang tersedia dan fenomena ini membuat ketersediaan elektron bebas dalam kristal dan karenanya konduksi semikonduktor mungkin beberapa memperpanjang mungkin pada suhu kamar. Energi yang dibutuhkan untuk memecah ikatan kovalen adalah tentang 0,72 eV di germanium dan yang 1,1 eV di silikon pada suhu kamar.

Jika salah satu ikatan kovalen rusak, baik dari elektron yang sebelumnya terlibat dalam pembentukan ikatan keluar dengan menjaga tempat kosong di belakang pada obligasi. Lowongan ini disebut sebagai lubang. Signifikansi lubang di semikonduktor adalah bahwa mereka juga dapat disebut sebagai pembawa listrik dibandingkan dengan elektron. Mekanisme yang lubang membawa listrik agak berbeda dari mekanisme yang elektron membawa listrik. Ketika ada ikatan lengkap dalam kristal semikonduktor, lubang ada di obligasi. Hal ini sedikit lebih mudah untuk elektron, membentuk ikatan atom di kawasan, maka ia meninggalkan posisi sebelumnya untuk menempati lubang yang baru dibuat di dekatnya.

Ketika sebuah elektron bergerak untuk mengisi lubang dari posisi sebelumnya di obligasi, ia meninggalkan lubang baru lain di balik itu. Ketika lubang kedua tercipta maka elektron dari setiap ikatan lingkungan lain mungkin keluar untuk mengisi lubang kedua dengan menciptakan lubang baru di balik itu. Oleh karena itu dapat divisualisasikan bahwa lubang tersebut bergerak ke arah yang berlawanan dengan gerakan elektron. Dengan cara ini semikonduktor melakukan listrik dengan bantuan kedua jenis listrik atau biaya operator (elektron dan lubang).

Dari penjelasan di atas jika kita sangat pikir ini dapat divisualisasikan bahwa sementara lubang bergerak dari satu arah ke arah lain pada saat yang sama bergerak saat elektron dalam arah berlawanan itu. Ini berarti setiap kali lubang bergerak maju ke arah masing-masing, muatan negatif bergerak berlawanan arah atau ke belakang. Muatan negatif bergerak ke arah belakang dapat dianggap sebagai muatan positif bergerak maju ke arah.

Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa gerakan lubang yang terlibat untuk membawa muatan positif dalam kristal semikonduktor. Dalam jumlah kristal semikonduktor ideal lubang dibuat per satuan waktu adalah persis sama dengan jumlah elektron menjadi bebas selama ini. Jika suhu meningkatkan laju penciptaan pasangan lubang elektron meningkat dan ketika suhu menurun, jumlah elektron - lubang pasangan menurun karena rekombinasi elektron dan lubang dalam kristal.

Ketika salah satu pasangan elektron-lubang dibuat, ada dua pembawa muatan yang dihasilkan. Salah satunya adalah pembawa muatan negatif yang terkait dengan elektron dan lainnya adalah pembawa muatan positif terkait dengan lubang. Katakanlah mobilitas lubang dalam kristal adalah _h μ dan mobilitas elektron dalam kristal yang sama adalah μ _e. Ini lubang dan elektron bergerak dalam arah berlawanan.

Elektron selalu cenderung bergerak di berlawanan dengan medan listrik diterapkan, kepadatan arus karena melayang dari lubang diberikan oleh,

Kerapatan arus karena hanyut elektron diberikan oleh,

Sebagai drift lubang berkontribusi saat dalam arah yang sama dan hanyut elektron berkontribusi saat ini di arah yang berlawanan, dalam kedua kasus arus berada dalam arah yang sama yang ada di arah hanyut lubang.

Oleh karena itu resultan saat karena ini baik biaya operator akan aritmatika jumlah dua arus dan karenanya kepadatan arus yang dihasilkan akan,

Di mana 'n' adalah besarnya konsentrasi elektron bebas, 'p' adalah besarnya konsentrasi lubang dan 'σ' adalah:

Konduktivitas Semiconductor

Jika semikonduktor idealnya murni maka akan ada jumlah yang sama elektron bebas dan lubang. Itu berarti n = p = n _i (katakanlah). Jika suhu meningkat semikonduktor, konsentrasi pembawa muatan (elektron dan lubang) juga meningkat. Maka konduktivitas semikonduktor meningkat sesuai. Hubungan antara suhu dan konsentrasi muatan karir dalam semikonduktor murni atau intrinsik diberikan sebagai

Dimana, T adalah suhu dalam Kelvin Skala. Dari persamaan di atas ditemukan bahwa konsentrasi pembawa muatan dalam semikonduktor secara eksponensial meningkatkan sangat cepat dengan kenaikan suhu. Hal ini ditemukan bahwa konsentrasi lubang dan elektron di germanium meningkatkan 6% untuk peningkatan setiap derajat Celcius suhu. Dan itu adalah dari 8% untuk silikon.

Fenomena ini membuat perangkat semikonduktor banyak sensitif terhadap suhu. Perubahan konsentrasi pembawa muatan dalam semikonduktor karena suhu mempengaruhi karakteristik dan kinerja perangkat semikonduktor. Oleh karena itu perawatan khusus harus diambil untuk menjaga suhu dalam batas yang ditentukan selama operasi dari jenis perangkat semikonduktor. Meskipun, sensitivitas yang cepat ini untuk variasi suhu membuat semikonduktor berguna untuk banyak aplikasi. Banyak semikonduktor khusus dibuat digunakan sebagai transduser untuk mengukur suhu dan alat yang disebut termistor.

Jika anda ingin tauh lebih mendalam tentang Elektron, silahkan anda buka LINK di bawah ini.

Penjelasan Lengkap Energi Terbarukan Penjelasan Lengkap Elektron (Penemuan elektron,Teori atom,Mekanika kuantum, dll) Cepat dan Tepat Mendaftar Google Adsense Full

erima kasih telah membaca artikel mengenai Konduktivitas, semoga apa yang saya bagikan ini bermanfaat buat anda, jika ingin melihat artikel lainnya silahkan masukkan kata kunci LingkaranDunia Akostader/http://amirakostader.blogspot.co.id/