Fisika Atom

<

 

Teori atom Bohr yang merupakan pengembangan dari teori atom Ruther Ford, telah dapat menjelaskan secara menyakinkan tentang spectrum hydrogen. Atom hydrogen hanya mempunyai satu electron. Dalam keadaan dasar(pada kulit atom pertama n = 1) electron mempunyai energi dasar sebesar -13.6 eV. Tanda negative menunjukkan bahwa electron terikat inti. Apabila tidak berada pada keadaan dasar (pada n= 2,3,4,5,…),electron berada dalam keadaan eksitasi. Artinya electron cenderung melepas energi dalam bentuk cahaya atau foton untuk kembali stabil yaitu keadaan dasar.

    Teori atom berkembang dengan pesat. Kini teori atom tidak hanya membahas atom sebagai bagian terkecil dari suatu unsure, melainkan juga membahas interaksi antara electron dan proton dalam atom. Saat ini telah banyak peralatan –peralatan elektronik yang sangat canggih yang dibuat dengan menerapkan teori atom.

1. Model Atom
   
   1. Model atom Democritus
      

      Menurut Democritus atom berasal dari kata atomos yang berarti tidak dapat dibagi lagi oleh karena itu menurutnya, atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi
      

   2. Model atom Dalton
      

      Model atom Dalton, sebagai berikut :
      

      1. Atom merupakan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi.
         
      2. Atom suatu unsure tidak dapat berubah menjadi atom unsure yang lain.
         
      3. Dua atom atau lebih dari unsure-unsur yang berbeda dapat membentuk molekul
         
      4. Atom-atom suatu unsure semuanya serupa.
         
      5. Bila dua macam atom membentuk dua macam senyawa atau lebih, maka perbandingan atom-atom yang sama dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan perbandingan sederhana.
         
   3. Model atom J.J. Thomson
      

      Thomson berhasil menemukan electron ekplarisinya tentang konsep pelucutan gas. Dari eksperimennya ia berhasil menemukan sifat-sifat mengenai katoda, yang di antaranya bahwa katoda terdiri atas partikel-partikel berurutan negative, yaitu electron. Dari percobaan J.J. Thomson berhasil menemukan perbandingan yakni sebesar 1,7588.10¹¹ C/kg.
      

   4. Model atom Rutherford
      

      Gambar yang diperoleh dari Rutherford sebagai berikut:
      

      1. Sinar alfa(;)berjalan lurus dan tidak mengalami penyimpangan. Sinar ini tidak bertemu dengan partikel-partikel di dalam atom emas.
         
      2. Sinar alfa(;) mengalami penyimpangan arah, karena gaya tolak yang diberikan oleh partikel bermuatan positif di dalam ato emas.
         
      3. Sinar(;) terpantul, karena menumbuk partikel bermuatan positif da dalam atom emas
         

 

1. Pengertian Bilangan Kuantum
   

   Model atom bohr sukses menjelaskan spectrum garis ato hydrogen. Salah satu postulat model ini bahwa electron hanya dapat berada pada orbit-orbit tertentu yang momentum sudutnya merupakan kelipatan bulat dari h =
   

   L = m.v.r = nh
   

   Ket:
   

   L = momentum sudut        v = kecepatan linier
   

   m = massa electron        n = bilangan bulat positif
   

   r = jari-jari atom         h = tetapan plank = 6,625.10
   

Bilangan Kuantum

ada 4 bilangan kuantum yang dikaitkan dengan keadaan energi electron, yaitu bilangan kuantum (n),(l),(ml) dan (m).

1. Bilangan kuantum utama (n)
   

menentukan energi total atau jari-jari kulit tertentu, bernilai bulat mulai dari 1 sampai

 

N adalah bilangan kuantum yang memiliki nilai n = 1,2,3,4,…

1. Bilangan kuantum orbital(l)
   

menentukan besar momentum suatu electron. Nilai l mulai dari 0 sampai dengan (n-1)

l=0,1,2,3,4,…,(n-1)

besar momentum sudut electron (L) berkaitan dengan l, yaitu:

h dengan h =

Bilangan kuantum l menyatakan subkulit dan bentuk orbital. Subkulit s,p,d,f,… dinyatakan oleh l =1,2,3,4,…

1. Bilangan kuantum magnetic(ml)
   

menyatakan arah momentumsudut electron. Nilai ml adalah mulai dari –l sampai +l.

Komponen momentum sudut L dalam arah z (L_z) berkaitan dengan ml, yaitu:

 

1. Bilangan kuantum spin(m_s)
   

besar momentum anguler spin electron, dirumuskan :

S=

Ket:

S = momentum sudut spin

m_s = bilangan kuantum spin bernilai

    Arah momentum anguler spin, dirumuskan :

 

keterangan :

m_z = bilangan kuantum magnetic spin yang mempunyai nilai + ½ dan – ½

 

• kelemahan – kelemahan model atom Bohr
  

model atom Bohr yang tidak mengenai empat macam bilangan kuantum di atas kecuali hanya bilangan kuantum utama saja menyebabkan beberapa kelemahan, yaitu :

• tidak dapat menerangkan terjadinya garis –garis spectrum yang sangat halus pada atom –atom yang memiliki electron banyak.
  
• Tidak dapat menerangkan efek zeemen, yaitu terpecahnya garis –garis spectrum jika gas pijar yang menghasilkan spectrum berada dalam medan magnet
  
• Tak dapat menerangkan timbulnya garis –garis spectrum yang memiliki intensitas besar dibandingkan dari garis spectrum yang lain
  

Contoh soal :

Hitunglah besarnya momentum sudut yang menyatakan gerak sebuah electron dalam suatu keadaan dengan:

a. l = 2                    b. l = 3

jawab :

a. l = 2                    b. l = 3

    L =                 L     =

=                     =     

=                     =

 

1. Soal-soal
   

Jawablah pertabyaan-pertayaan di bawah ini dengan benar !!

1. pada bilangan kuantum beberapa electron atom karbon ( z = 6 ) memiliki energi total sebesar -54,4 eV?
   

   Jawab : ………………………………………………………………………….
   

2. berdasarkan sifat gelombang dari electron yang bergerak mengitari orbitnya,buktikan postulat Bohr mvr = n !!
   

   Jawab : ………………………………………………………………………….
   

3. sebuah electron berada pada keadaan 4d. berapakah :
   
   1. bilangan kuantum utamanya
      
   2. bilangan kuantum orbitalnya
      
   3. besar momentum sudut electron
      

   Jawab : ………………………………………………………………………….
   

4. sebutkan kelemahan – kelemahan model atom Bohr !
   

   Jawab : ………………………………………………………………………….
   

5. hitunglah energi total ion He⁺ pada bilangan kuantum n = 2 !
   

    Jawab : ………………………………………………………………………….