Apa itu Atom yang Tidak Stabil?

Sebuah atom dapat dianggap tidak stabil dalam salah satu dari dua cara. Jika mengambil atau kehilangan elektron, ia menjadi bermuatan listrik dan sangat reaktif. Atom bermuatan listrik semacam itu dikenal sebagai ion. Ketidakstabilan juga dapat terjadi pada inti ketika jumlah proton dan neutron tidak seimbang. Dalam usaha mencapai kesetimbangan, atom memancarkan partikel berupa radiasi sampai inti stabil. Atom yang tidak stabil seperti itu dikatakan sebagai radioaktif.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Ion secara elektrik tidak stabil dan cepat membentuk ikatan kimia. Atom dengan inti yang tidak stabil memancarkan radiasi sampai inti menjadi stabil.

Untuk lebih memahami atom yang tidak stabil, ada baiknya kita memahami apa yang dimaksud dengan stabilitas. Dalam model planet yang sudah dikenal, atom terdiri dari inti partikel bermuatan positif yang berat, yang disebut proton, dan yang netral secara elektrik yang disebut neutron. Mengorbit inti adalah awan ringan, elektron bermuatan negatif. Proton dan elektron memiliki muatan yang sama besar dan berlawanan.

Ketika atom stabil, ia memiliki muatan listrik bersih 0, artinya jumlah proton sama dengan jumlah elektron. Inti juga seimbang, karena jumlah proton sama dengan jumlah neutron. Atom seperti itu tidak lembam. Itu masih dapat bergabung dengan orang lain untuk membentuk senyawa kimia, dan kecenderungannya untuk melakukannya tergantung pada jumlah elektron valensinya, atau elektron yang dapat digunakan bersama dengan atom lain.

Ketika sebuah atom kehilangan atau memperoleh elektron, itu menjadi ion. Jika memperoleh elektron, itu adalah kation, dan jika kehilangan satu, itu adalah anion. Ini paling sering terjadi dalam reaksi kimia, di mana atom berbagi elektron untuk membentuk kulit terluar yang stabil 8. Misalnya, molekul air terdiri dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Atom hidrogen masing-masing menyerahkan elektron tunggal mereka untuk menjadi ion bermuatan positif, sedangkan atom oksigen menerima mereka menjadi bermuatan negatif. Kombinasi tersebut membentuk molekul yang sangat stabil, jika sedikit polar secara elektrik.

Ion bebas dapat berada dalam larutan atau dalam bahan yang dikenai medan listrik. Ketika mereka ada dalam larutan, larutan menjadi elektrolit, yang mampu menghantarkan listrik. Karena muatan listriknya, ion memiliki kecenderungan yang lebih besar untuk bergabung dan membentuk senyawa daripada atom yang bermuatan listrik netral.

Ketika inti atom memiliki kelebihan proton atau neutron, ia membuangnya dalam upaya untuk mencapai keadaan seimbang. Karena kekuatan gaya yang menahan inti bersama-sama, partikel yang muncul dari inti yang tidak stabil, yang disebut radionuklida, sangat energik. Inti ini dapat memancarkan sinar alfa, yang terdiri dari proton dan neutron; sinar beta, yang merupakan elektron bermuatan negatif atau positif; dan sinar gamma, yang merupakan foton berenergi tinggi.

Ketika radionuklida kehilangan neutron, ia menjadi isotop yang berbeda dari unsur yang sama, tetapi ketika kehilangan proton, ia menjadi unsur yang berbeda sama sekali. Atom terus memancarkan radiasi radioaktif sampai mencapai jumlah proton dan neutron yang stabil. Waktu yang diperlukan setengah dari sampel isotop tertentu untuk meluruh menjadi bentuk stabil disebut setengah hidup. Waktu paruh dapat bervariasi dari sepersekian detik dalam kasus Polonium-215, hingga miliaran tahun dalam kasus Uranium-238.