Karbon-12

Karbon-12, ¹²C

Umum
Simbol	12C
Nama	karbon-12, C-12
Proton (Z)	6
Neutron (N)	6
Data nuklida
Kelimpahan alam	98,93%[1]
Isotop induk	12N 12B
Massa isotop	12 u
Spin	0
Surplus energi	0,0 keV
Energi pengikatan	92.161,753±0,014 keV
Isotop karbon Tabel nuklida lengkap

Karbon-12 (¹²C) adalah isotop yang paling melimpah dari dua isotop karbon stabil (¹³C adalah isotop lainnya), dengan jumlah sekitar 98,93% dari unsur karbon di Bumi. Kelimpahannya disebabkan oleh proses alfa rangkap tiga, yaitu proses pembentukan karbon di dalam bintang. ¹²C memiliki peranan yang sangat penting karena digunakan sebagai standar untuk mengukur massa atom semua nuklida. Oleh karena itu, massa atom ¹²C ditetapkan secara definisi tepat sebesar 12 dalton. ¹²C tersusun atas 6 proton, 6 neutron, dan 6 elektron.

Lihat ¹³C untuk metode pemisahan kedua isotop tersebut, sehingga masing-masing isotop dapat diperkaya.

Sejarah

Sebelum tahun 1959, baik IUPAP maupun IUPAC menggunakan oksigen sebagai standar untuk mendefinisikan mol. Para kimiawan mendefinisikan mol sebagai jumlah atom oksigen yang memiliki massa 16 g, sedangkan para fisikawan menggunakan definisi yang serupa tetapi hanya berdasarkan isotop ¹⁶O. Kedua organisasi tersebut kemudian sepakat pada tahun 1959–1960 untuk mendefinisikan mol sebagai berikut.

Mol adalah jumlah zat dari suatu sistem yang mengandung sejumlah entitas elementer sebanyak jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram ¹²C; lambangnya adalah "mol".

Definisi ini diadopsi oleh Komite Internasional untuk Ukuran dan Timbangan (CIPM) pada tahun 1967, dan pada tahun 1971 diadopsi oleh Konferensi Umum untuk Ukuran dan Timbangan (CGPM) ke-14.

Pada tahun 1961, isotop ¹²C dipilih untuk menggantikan oksigen sebagai standar acuan yang digunakan untuk menentukan massa atom relatif semua unsur lainnya,^[2] sesuai dengan definisi mol tersebut.

Pada tahun 1980, CIPM memperjelas definisi tersebut dengan menetapkan bahwa atom ¹²C yang digunakan sebagai standar berada dalam keadaan tidak terikat dan dalam keadaan dasar.

Pada tahun 2018, IUPAC menetapkan mol sebagai tepat 6,02214076×10²³ "entitas elementer". Dengan demikian, jumlah mol yang terdapat dalam 12 gram ¹²C tidak lagi menjadi hasil pengukuran eksperimen, melainkan ditentukan berdasarkan tetapan Avogadro yang telah ditetapkan.

Keadaan Hoyle

Keadaan Hoyle adalah keadaan tereksitasi ¹²C dengan spin-0 dan bersifat resonansi. Keadaan ini dihasilkan melalui proses alfa rangkap tiga dan diprediksi keberadaannya oleh Fred Hoyle pada tahun 1954.^[3] Keberadaan resonansi sebesar 7,7 MeV ini sangat penting bagi proses nukleosintesis karbon di bintang yang sedang membakar helium. Keadaan Hoyle memungkinkan pembentukan karbon dalam jumlah yang sesuai dengan hasil pengamatan astronomi. Keberadaannya telah dikonfirmasi melalui eksperimen, meskipun sifat-sifat detailnya masih terus diteliti.^[4]

Keadaan Hoyle terbentuk ketika inti ⁴He bergabung dengan inti ⁸Be dalam lingkungan bersuhu sangat tinggi (10⁸ K) dengan konsentrasi helium yang tinggi (10⁵ g/cm³). Karena waktu paruh ⁸Be sangat singkat, dua inti helium yang bergabung membentuk ⁸Be harus segera diikuti oleh penangkapan inti helium ketiga dalam waktu sekitar ~10⁻¹⁶ detik untuk membentuk karbon. Keadaan Hoyle juga merupakan resonansi berumur sangat pendek dengan waktu paruh 2,4×10⁻¹⁶ detik. Sebagian besar peluruhannya kembali menjadi tiga partikel alfa penyusunnya. Namun, sekitar 0,0413% dari peluruhan (atau sekitar 1 dari 2421,3 kejadian) terjadi melalui emisi sinar gama menuju keadaan dasar ¹²C.^[5]

Pada tahun 2011, perhitungan ab initio terhadap keadaan energi rendah ¹²C menemukan (selain keadaan dasar dan tereksitasi dengan spin-2) suatu resonansi yang memiliki semua sifat yang sesuai dengan keadaan Hoyle.^[6][7]

Lihat pula

• Isotop karbon
• Karbon-11
• Karbon-13
• Karbon-14
• Mol
• Tetapan Avogadro

Referensi

Pranala luar

• Jenkins, David; Kirsebom, Oliver (7 Februari 2013). "The secret of life". Physics World (dalam bahasa Inggris (Britania)). Diakses tanggal 22 Juli 2026.