Download Disini Makalahnya lebih Rapi dan Lengkap Dengan Gambar
Tusfiles
Note :
- Cara Download Tunggu Selama 5 Detik Kemudian Klik Skip di Pojok Kanan
- Jika Link Download Buku tidak aktif lagi silahkan PM Admin di email shirosora02@gmail.com maupun difacebook facebook.com/shirosora
BAB I
PENDAHULUAN
A.
LATAR BELAKANG
Atom adalah bagian
terkecil dari suatu materi tertentu. Selama beberapa waktu, atom diakui sebagai
bagian terkecil dari materi. Pada akhir abad kesembilan belas dan awal abad
kedua puluh, para ilmuwan menemukan bahwa atom-atom tersusun oleh partikel –
partikel subatom tertentu dan tidak tergantung pada jenis unsurnya. Semua atom
terbentuk oleh partikel-partikel subatom yang sama dan satu-satunya hal yang
membedakan adalah jumlah partikel subatom.
Saat ini, para ilmuwan
telah mengenal bahwa ada banyak partikel subatom (hal ini sangat merangsang
keingintahuan para fisikawan). Tetapi untuk memahami kimia dengan baik kita
hanya perlu memperhatikan tiga partikel subatom utama sebagai berikut :
a.
Proton
b.
Neutron
c.
Electron [1]
Melalui suatu
pengamatan, para ilmuwan telah menemukan bahwa benda-benda yang bermuatan sama
baik itu positif maupun negative akan saling menolak dan benda-benda yang tidak
sama muatannya akan saling menarik.
Atom sendiri tidak
bermuatan atau bersifat netral (hal ini berkaitan dengan pernyataan bahwa
atom-atom tertentu dapat memperoleh atau melepaskan electron untuk memperoleh
muatan, atom-atom yang mendapatkan muatan positif ataupun negative disebut
ion).[2]
Jadi bagaimana mungkin suatu atom bersifat netral jika atom tersebut mempunyai
proton yang bermuatan positif dan electron yang bermuatan negative? Ini adalah
pertanyaan bagus. Jawabannya adalah karena jumlah proton dan elektronnya sama
di dalam atom yaitu jumlah muatan positif dan negatifnya sama sehingga
meniadakan.
Proton dan neutron terdapat didalam inti,
yaitu suatu pusat padatan yang berada ditengah atom, sedangkan electron
terletak di luar inti. Pada tahun 1911 Ernest Rutherford
menemukan bahwa atom-atom memiliki inti yaitu suatu pusat yang mengandung
proton, selanjutnya para ilmuwan menemukan bahwa inti juga merupakan tempat
neutron berada.
Inti tidak saja
berukuran sangat kecil, tetapi juga mengandung sebagian besar massa atom.
Faktanya untuk semua keperluan Praktis, massa atom adalah jumlah massa proton
dan neutron.
B.
RUMUSAN MASALAH
a. Apa
itu spektrum atom?
b. Apa
itu spektrum atom hidrogen?
c. Bagaimana
teori atom menurut Niels Bohr?
d. Apa
saja aplikasi dari teori atom Niels Bohr?
e. Apa
saja kelebihan dan kekurangan atom Niels Bohr?
f. Bagimana
teori Mekanika Gelombang?
BAB II
STRUKTUR ATOM
A. PERKEMBANGAN
TEORI ATOM
Teori atom pada awalnya
dikemukakan untuk menjelaskan reaksi kimia. Teori atom ini dimulai dengan teori
atom Dalton yang menjelaskan adanya hukum kekekalan massa dan hukum
perbandingan tetap, serta mampu meramalkan adanya hukum kelipatan perbandingan
atau hukum perbandingan berganda. Selanjutnya, untuk dapat menjelaskan
sifat-sifat atom yang lainnya, seperti spektrum atom, sifat magnet dan listrik,
serta bagaimana cara atom berikatan membentuk senyawa kimia, berkembanglah
model-model atom menurut Thomson, Rutherford, Bohr, dan melalui pendekatan
mekanika kuantum.[3]
Pada 1808, John Dalton
menyatakan bahwa atom adalah partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Teori
atom Dalton bertahan hingga ditemukannya partikel dasar penyusun atom pada
1896. Penelitian tentang partikel dasar penyusun atom dilakukan oleh J. J.
Thomson, Ernest Rutherford, Robert Millikan, dan James Chadwick. Suatu atom
tersusun atas proton, neutron, dan elektron.[4]
Proton adalah partikel
bermuatan positif dengan massa sebesar 1,6726231x10-24 gram. Untuk
menghindari penggunaan bilangan yang sangat kecil dan demi kepraktisan, para
ahli menggunakan satuan massa khusus untuk partikel, yaitu satuan massa atom
(sma). Jika dinyatakan dalam sma, maka massa sebutir proton adalah 1,0073 sma,
atau bisa dibulatkan menjadi 1 sma.
1 sma = 1,66 x 10-24 gram
Muatan partikel dasar
biasanya dinyatakan sebagai muatan relatif terhadap muatan elektron (e). hal ini juga untuk membuat penulisan
menjadi lebih praktis. Dengan begitu muatan 1 proton = +1 yang artinya sama
dengan +1,60217733 x 10-19 coulomb.
Muatan 1 elektron = e = 1,60217733 x 10-19 coulomb
Elektron adalah
partikel bermuatan negatif dengan massa 9,1093897x10-28 gram atau
sekitar 0,0005858 sma (1/1840 sma). Karena relatif sangat kecil dibandingkan
massa proton, seringkali massa elektron dianggap sama dengan nol. Neutron
mempunyai massa yang kira-kira sama dengan proton, yaitu sekitar 1 sma, tetapi
neutron tidak bermuatan.[5]
B.
Spektrum atom
Disamping mempunyai
sifat listrik, atom juga dapat menyerap atau memancarkan cahaya. Oleh sebab
itu, mari kita tinjau sedikit tentang cahaya. Pada tahun 1864 maxwell
menyatakan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang
listrik dan magnet yang bergerak saling tegak lurus. Satu gelombang selalu
mempunyai frekuensi, , kecepatan dan panjang gelombang tertentu. Kecepatan
gelombang elektromagnetik adalah tetap (c = 2,998 x
m
), maka perbedaan satu gelombang dengan yang lainnya adalah frekuensi atau
panjang gelombang.
Jika frekuensi makin
besar maka panjang gelombang akan kecil, dan sebaliknya bila frekuensi kecil
maka panjang gelombang akan besar. Energi sinar menurut Planck bergantung pada
frekuensinya.
E = hv
Gelombang
elektromagnetik mempunyai panjang gelombang yang bervariasi, mulai dari
beberapa nm (1 nm =
m)
sampai beberapa m. gelombang elektromagnetik yang diuraikan menurut panjang
gelombangnya disebut spektrum. Berdasarkan dearahnya, spektrum sinar dapat
dibagi atas sinar gamma (0,2-10 nm) sinar X (10 – 100 nm ), ultra violet
(100-400 nm), sinar tampak ( 400-700 nm), inframerah (700-20.000 nm), gelombang
mikro (0,1-10 mm), dan gelombang radio (0,01-10 m).[6]
Spektrum atom adalah berkas
cahaya yang dipancarkan oleh suatu atom. Apabila atom dipanaskan
sampai tidak memecah, maka akan terjadi atom yang tidak stabil atau atom
eksitasi. Dalam keadaan atom eksitasi umumnya tidak dalam waktu lama dan bila
tidak sampai atom memecah amak akan berusaha kembali ke keadaan semula yang
stabil sambil melepaskan energi yang kelebihan itu dalam bentuk cahaya.
Besarnya frekuensi cahaya yang
dikeluarkan akan tergantung pada besarnya energi yang diserap, sesuai dengan
persamaan :
V = {E1 – E0} / h
Struktur atom sendiri
terdiri dari nukleus sebagai inti yang bermuatan positif karena adanya proton,
dan elektron yang bermuatan negatif mengelilingi inti atom. Elektron yang
mengelilingi nukleus selalu beredar pada orbitnya dan diatur oleh energinya.
Tiap – tiap elektron pada orbit yang berbeda, akan berbeda pula energinya,
sehingga elektron tidak dapat beredar pada orbit lain, tetapi tetap pada
orbitnya sehingga besarnya energi akan tetap.
Energi suatu elektron terdiri dari dua jenis :
ü Energi kinetik
: energi yang disebabkan oleh putaran elektron dengan ke arah luar.
ü Energi
potensial : energi yang disebabkan oleh gaya tarik menarik anatara muatan
elektron dan muatan proton.
Bila atom tersebut diberikan energi
panas, maka yang pertama mendapat panas adalah elektron paling luar, sehingga
elektron dapat berpindah peredarannya.
Peredaran elektron dalam suatu atom
dapat menjauhi atau mendekati inti atom bila ditambah atau dikurangi energinya.
Bila ditambah energi maka peredaran elektron akan menjauhi inti dan bila energi
berkurang maka peredaran elektron akan mendekati inti.
Contoh bila logam Na dipanaskan maka radian energi yang
dikeluarkan berupa warna kuning dan mempunyai panjang gelombang sebesar 589,3
mµ dan frekeunsi 5,09 x 1014 hz.
Apabila
elektron bergerak mengelilingi inti dengan lintasan berbentuk spiral adalah
benar, maka energi yang dipancarkan oleh elektron seharusnya memberikan
spektrum yang bersifat kontinyu. Akan tetapi, hasil pengamatan dengan
spektrometer menunjukkan bahwa spektrum atom bersifat terputus-putus (diskrit).
Spektrum
atom yang diskrit menunjukkan bahwa atom hanya memancarkan cahaya dengan
panjang gelombang tertentu. Menurut Bohr, adanya spektrum diskrit menunjukkan
bahwa elektron dalam atom hanya beredar pada lintasan-lintasan dengan energi
tertentu.[7]
Spektrum sinar dapat
dihasilkan jika cahaya melalui sebuah prisma, karena tiap gelombang akan
membelok dengan susut tertentu. Contohnya, seberkas cahaya matahari yang
melewati prisma akan terurai menjadi tujuh warna: merah, jingga, kuning, hijau,
biru, nila, dan lembayung. Setiap warna
mempunyai panjang gelombang tertentu. Hal ini terlihat pada pelangi, sebab
tetesan hujan bertindak sebagai prisma kecil dan menguraikan cahaya matahari
yang menembusnya.
Berdasarkan bentuknya,
spektrum dapat dibagi dua, yaitu kontinu dan diskontinu. Spektrum kontinu
adalah spektrum sinar yang mengandung semua jenis gelombang yang ada di daerah
tersebut, sehingga terlihat sambung-menyambung dan tidak ada bagian yang
kosong, contohnya pelangi.
Spektrum diskontiniu
adalah spektrum yang hanya mengandung gelombang tertentu, sehingga terdapat
daerah-daerah kosong. Spektrum jenis ini terbagi dua, yakni spektrum emisi dan
absorpsi. Pada spektrum emisi, sinar berasal dari zat yang memancarkan sinar
dengan gelombang tertentu, dan tampak berupa garis-garisterpisah, seperti
spektrum hidrogen. Pada gambar berikut ini akan terlihat bahwa terdapat 4 garis di daerah tampak,
berarti hidrogen memancarkan empat macam gelombang monokramatik. Gelombang
monokramatik adalah gelombang gelombang
yang mempunyai panjang gelombang atau warna tertentu.
Spektrum absorpsi
adalah spektrum sinar yang pada bagian-bagian tertentu tidak terisi atau
kosong. Spektrum ini dapat terjadi bila seberkas sinar yang mengandung berbagai
panjang gelombang (yang spektrumnya kontiniu) dilewatkan kedalam zat yang hanya
menyerap beberapa gelombang dengan panjang gelombang tertentu. Gelombang yang
tidak diserap jika dilewatkan kedalam prisma akan mengahsilkan spectrum
absorpsi, contohnya apektrum absorpsi hidrogen. [8]
Spektrum unsur merupakan sesuatu yang
menarik karena mempunyai pola tertentu. Spektrum emisi unsur selalu merupakan
garis-garis maka disebut spektrum garis. Contohnya spektrum absorsi hidrogen pada gambar diatas.
C. SPEKTRUM
ATOM HIDROGEN
Adanya orbit-orbit dengan tingkat
energi tertentu dalam atom, dapat menjelaskan pengamatan spektrum diskrit atom
hidrogen. Pada suhu ruang, satu-satunya elektron hidrogen menempati orbit
pertama n = 1(tingkat energi dasar).
Apabila energi diberikan pada atom gas hidrogen dalam tabung elektron, maka
elektron tersebut berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi (n = 2, 3, 4, 5, ... ) tergantung pada
jumlah energi yang diserapnya. Dari tingkat energi yang lebih tinggi, elektron
akan kembali ketingkat energi yang lebih rendah sambil memancarkan energi
berupa foton. Jika elektron berpindah dari orbit nh ke n1 (nh >n1) maka energi yang dipancarkan adalah:
dengan
subtitusi persamaan E =
dimasukkan
kedalam persamaan (1), maka diperoleh :
b =
=
atau
=
; nh
>n1 ........... (2)
Berdasarkan postulat-postulat, Niels
Bohr merumuskan tingkat-tingkat energi (En)
dari atom hidrogen sebagai berikut :
En = RH
Dengan,
RH
= 2,18 X 10-18 J dan
n = bilangan bulat dengan
nilai 1, 2 dan seterusnya yang disebutu bilangan kuantum.
Setiap nilai n menyatakan
satu orbit (lintasan) berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu. Energi
elektron pada lintasan ke 1 hingga ke 4, sesuai persamaan di atas, adalah
sebagai berikut :
E1
= -RH = -2,18 x 10-18
J
E2
= -RH
=
-0,545 x 10-18 J
E3
= -RH
=
-0,242 x 10-18 J
E4
= -RH
=
-0,136 x10-18
J
Energi elektron bertanda negatif pada setiap nilai n. Jika elektron berada pada lintasan
dengan nilai n = 1, yaitu lintasan
yang paling dekat dengan inti atom, maka elektron mempunya energi negatif yang
berarti stabil. Keadaan seperti ini disebut dengan keadaan dasar (ground state). Energi elektron akan
semakin tinggi untuk n yang semakin
besar. Untuk n = ∞, maka energi
elektron akan sama dengan nol, yang berarti bahwa elektron sudah lepas dari
pengaruh intinya.
Menurut Niels Bohr, elektron dapat meloncat (bukan pindah
secara perlahan-lahan) dari satu lintasan ke lintasan lainnya dengan menyerap
atau memancarkan sejumlah tertentu energi, yaitu sama dengan selisih dari
tingkat energi akhir dengan tingkat energi awal.[10]
Atom hidrogen hanya
mempunyai satu elektron sehingga spektrumnya paling sederhana dibandingkan
spektrum unsur lainnya. Di daerah sinar tampak terdapat empat garis, dengan
panjang gelombang, masing-masing 410, 432, 486, dan 656 nm. Di samping itu,
juga terdapat garis-garis di daerah UV
dan IR. Garis- garis yang berdekatan disebut deret, yaitu deret Lyman, Balmer,
Paschen, Brackett, pfund.
Balmer seorang
matematikawan, meneliti nilai panjang gelombang spectrum hydrogen di daerah
sinar tampak. Kemudian dilanjutkan oleh Rydberg kepada deret yang lainnya.
Akhirnya, ia menemukan hubungan antara panjang gelombang garis spectrum dengan
bilangan bulat sederhana (n)
Dengan R adalah
konstanta Rydberg (109.678
),
dan
adalah bilangan bulat yang nilainya bergantung
pada deretnya. [11]
Deret
|
||
Lyman
|
1
|
2,3,4,…..
|
Balmer
|
2
|
3,4,5,…..
|
Paschen
|
3
|
4,5,6…….
|
Brackett
|
4
|
5,6,7,……
|
Pfund
|
5
|
6,7,……….
|
Nilai
dan
didapat dari perhitungan semata dan bukan dari
hukum atau teori, maka persamaan Rydberg disebut persamaan empiris. Hal lain
yang menarik adalah jumlah garis tiap deret selalu kurang satu dari deret
sebelumnya.
Deret Lyman = 6 buah (dalam daerah ultra
violet,UV)
Deret Balmer = 5 buah (1 dalam UV dan 4
dalam daerah tampak)
Deret Paschen = 4 buah (dalam infra
merah)
Deret Brackett = 3 buah (dalam infra merah)
Deret Pfund = 2 buah (dalam infra merah )
D. TEORI
ATOM BOHR
Pernahkan kamu melihat
pelangi yang indah dengan bermacam warnanya? Atau pernahkah kamu melihat
kembang api dan memikirkan darimanakah warna tersebut dihasilkan?
Warna dihasilkan dari unsur-unsur yang
berbeda. Jika menaburkan garam dapur atau garam lainnya yang mengandung natrium
ke atas api, kamu akan memperoleh warna kuning. Garam yang mengandung tembaga
memberikan nyala berwarna biru-kehijauan dan jika melihat nyala tersebut
melalui spektroskop yaitu suatu peralatan yang menngunakan prisma untuk memecah
sinar menjadi berbagai macam komponen, kamu melihat sejumlah garis dari
berbagai macam warna. Garis warna yang berbeda inilah yang membentuk spectrum
garis. [12]
Fisikawan Denmark ,
Niels Bohr pada tahun 1913 mengemukakan bahwa atom ternyata mirip system planet mini, dengan
elektron-elektron mengedari inti atom seperti halnya planet-planet mengedari
matahari. Dengan alasan yang sama bahwa system tata surya tidak runtuh karena
tarikan gravitasi antara antara matahari dan tiap planet. Atom juga tidak
runtuh karena tarikan gravitasi antara matahari dan tiap planet, atom juga tidak runtuh karena
tarikan elektrotastik coulomb antara inti atom dan tiap electron. [13]
Model atom Bohr
menunjukkan bahwa electron-electron di dalam atom berada di dalam garis –garis
lingkaran (orbit) dengan tingkat energy yang berbeda mengelilingi inti (
seperti planet-planet yang sedang mengorbit mengelilingi matahari). Bohr
menggunakan istilah tingkat energi (kulit) untuk menggambarkan garis-garis
lingkaran dengan energi yang berbeda. Selanjutnya dikatakan bahwa energy
electron itu sudah terkuantisasi yang artinya electron hanya dapat memiliki
satu tingkat energi atau pada tingkat energy lainnya tetapi tidak dapat berada
diantaranya.
Berdasarkan fakta bahwa
spektrum atom berupa spektrum garis, Niels Bohr menyimpulkan bahwa hukum-hukum
fisika klasik tidak cukup untuk menjelaskan semua sifat-sifat atom. Niels
Bohr kemudia menerapkan gagasan Max
Planck tentang kuantitasi energi untuk menjelaskan spektrum atom. [14]
Dalam sebuah jurnal
yang diterbitkan baru-baru ini, dalam buku karya Worner disajikan beberapa
contoh dari fakta-fakta umum yang keliru yang sering muncul dalam pelajaran
Fisika. Salah satunya adalah (dalam artikel disebutkan) penulis menunjukkan
bahwa ketika Franck dan Hertz melakukan percobaan mereka yang terkenal, yaitu
tentang ionisasi atom mereka belum mengenal teori Bohr, seperti yang sering
diasumsikan. Karena, kebanyakan dalam buku fisika disebutkan bahwa percobaan
mereka berdasarkan hipotesis kuantum yang diusulkan oleh Bohr.
Bohr
menjelaskan bahwa teori radiasi klasik tidak berlaku untuk sistem atom.
Diamengatasi masalah model atom
Rutherford yang menjelaskan bahwa atom yang tidak stabil akan terus
kehilangan energi, dengan menerapkan ide Plank tentangtingkat energi
terkuantisasi untuk mengorbit elektron atom.
Dalam buku fisika penulis menyatakan
bahwa untuk menghitung energi elektron pada orbitnya dalams atu elektron
(Hidrogen)[15]
Oleh Bohr ditentukan postulat-postulat
kuantum berikut:
1.
Suatu atom mempunyai beberapa orbit yang
stabil atau keadaan stationer dalam mana suatu electron dapat bergerak tanpa
memancarkan energy sinar. Pada tiap-tiap keadaan stationer atau tingkatan energy
maka suatu atom mempunyai nilai energy yang tertentu besarnya,
, dan seterusnya. Dari sekian keadaan
stationer tersebut bagi suatu atom selalu ada satu keadaan dasar atau keadaan
normal dalam mana atom itu mempunyai nilai energy yang minimal sehingga
keadaannya paling stabill. Jika tidak dalam keadaan dasar dikatakan bahwa atom
itu diaktifkan atau “excited” karena kelebihan energy.
2.
Dalam keadaan diaktifkan suatu electron
dapat meloncat dari tingkat energy yang tinggi ke tingkat energy yang lebih
rendah dan selisih energy antara kedua tingkatan itu sama dengan energy kuantum
sinar yang dipancarkan menurut peraturan frekuensi Bohr besarnya energy yang
dipancarkan dinyatakan dengan rumus:
E
=
-
=
hv
E = energy yang dipancarkan
v = frekuensi sinar yang dipancarkan
h = ketetapan Planck
Persamaan tersebut
berlaku juga bila atom menyerap sinar.
3. Jika
suatu electron mempunyai orbit yang berbentuk lingkaran maka berlaku
hukum-hukum dari mekanika dan elektrostatika asal momentum sudutnya (mvr)
adalah kelipatan bulat h/2p.
Teori
atom yang berani dari Bohr didasarkan pada minatnya yang menjelaskan fakta
percobaan tertentu tentang atom hidrogen.[16]
Teori
atom hydrogen menurut Bohr
Menurut Bohr atom
hydrogen terdiri dari :
a. Inti
atom dengan muatan Ze
b. Sebuah
electron yang bergerak melingkari inti atom itu dan electron tersebut mempunyai
massa m, muatan e, jari- jari lintasan r
dan kecepatan bergerak v.
Supaya keadaan orbit itu stabil, maka gaya Coulomb
antara inti atom dan electron harus sama dengan gaya santrifugal dari elektron.[17]
Pada umumnya electron
akan menempati tingkat energy yang disebut keadaan dasar(ground state). Namun ,
electron tersebut dapat berpindah ke tingkat energy yang lebih tinngi yaitu
tingkat atau kulit dengan kestabilan lebih rendah dengan cara menyerap energy.
Keadaan dengan energy lebih tinggi atau kurang stabil ini disebut keadaan
tereksitasi.
Setelah tereksitasi
electron tersebut dapat kembali ke keadaan dasarnya dengan melepaskan energy
yang telah diserapnya. Dan inilah penjelasan tentang dari mana garis spectrum
tersebut berasal. Kadang-kadang energy yang dilepaskan oleh elektron menempati
sebagian dari spectrum elektromagnetik (kisaran panjang gelombang energy) yang
dapat diamati oleh manusia dalam bentuk sinar tampak. Sedikit variasi pada
jumlah energy ini dapat terlihat sebagai sinar warna yang berbeda.
Bohr menemukan bahwa
semakin dekat elektron ke inti, semakin kecil energi yang diperlukan tetapi
semakin jauh letaknya, semakin besar energy yang diperlukan. Sehingga bohr
memberi nomor pada tingkat energi elektron. Semakin tinggi nomor tingkat
energi, semakin jauh letak elektron dari inti dan energinya juga semakin
tinggi.
Model atom Bohr dapat digunakan dengan
baik untuk atom yang sangat sederhana seperti hydrogen (yang memiliki 1
elektron) tetapi tidak untuk atom-atom yang kompleks. Meskipun model atom bohr
masih tetap digunakan sampai saat ini, khususnya untuk buku teks tingkat dasar,
tetapi yang lebih sering digunakan pada saat ini adalah mekanika kuantum yang
lebih canggih dan rumit. [18]
E. APLIKASI
ATOM BOHR
1.
Berkaitan dengan gaya tarik memberikan
gaya sentripental yaitu mengenai coulomb. Yang aplikasinya dalam kehidupan kita
adalah arus yang dihantarkan tenaga listrikyang dapat memberikan penerangan
pada kehidupan kita
2.
Bohr juga menjelaskan tentang spektrum
pancar karena spectrum garis dijelaskan dalam atom hidrogen. Artinya pancaran
itu dapat dikatakan sebagai cahaya. Cahaya yang dijelaskan pada Bohr adalah
sebagai spektrum garis yang dapat memancarkan cahaya-cahaya. Misalnya dalam
kehidupan kita yaitu terjadinya loncatan api listrik dalam tabung berisi uap
suatu zat, dengan mengikuti proses yang ada maka garis cahaya yang Nampak itu
berwarna biru-hijau dan diterapkan dalam kehidupan kita untuk lampu hijau lalu
lintas.
3.
Dalam spektrum garis ada kaitan dengan
ultra violet yaitu dimana ultra violet memancarkan radiasi seperti inframerah
yang nyata daontohnya hanphone.
4.
F. KELEBIHAN
DAN KELEMAHAN MODEL ATOM BOHR
Kelebihannya
yaitu
1.
Elektron-elektron mengelilingi inti
mempunyai lintasan energy tertentu.
2.
Dalam orbital tertentu, energi elektron
adalah tetap.
Model atom Bohr
memberikan kita suatu gambaran jelas mengenai bagaimana electron-elektron
bergerak mengelilingi inti atom,
Kendatipun keberhasilan model Bohr ini mengesankan, model ini masih
belum lengkap. Ia hanyalah bermanfaat bagi atom-atom yang mengandung satu
elektron (hydrogen, ion helium satu, ion litium tiga dan seterusnya) tetapi
tidak bagi atom atom dengan dua elektron
atau lebih, karena gaya yang ditinjau hanyalah antara elektron dan inti atom,
sedangkan gaya antar elektron diabaikan. Selanjutnya, bila kita mengamati
spektrum pancar dengan teliti, kita dapati bahwa kebanyakan garis spektrum
ternyata bukanlah sebuah garis tunggal, melainkan terdiri atas gabungan dua
atau lebih garis yang sangat rapat; model atom bohr ternyata tidak dapat
menjelaskan dublet spectrum garis.
Model ini juga terbatas
kegunaannya sebagai dasar untuk menghitung sifat atom lainnya. Meskipun kita
dapat menghitung secara teliti energy berbagai jenis spectrum, kita tidak dapat
menghitung intensitasnya. Sebagai contoh: seberapa seringkah sebuah electron
pada tingkat n = 3 akan meloncat
secara langsung ke keadaan n=1 dengan
memancarkan foton yang bersangkutan, dan seberapa seringkah ia akan meloncat,
pertama- tama ke tingkat n=2 dan kemudian ketingkat n=1 dengan memancarkan dua
buah foton? Suatu teori yang lengkap seharusnya memberi cara untuk menghitung
sifat ini.
Kelemahan yang lebih
parah dari model ini adalah bahwa ia
sama sekali melanggar asas ketidakpastian (sekedar untuk membela model Bohr ini
, ingat bahwa model ini diajukan satu dasawarsa sebelum diperkenalkannya
mekanika gelombang, dengan gagasan ketidakpastiannya)
Model atom bohr tidak dapat menjelaskan spektra atom yang
memiliki lebih dari satu elektron. Selain itu, model atom Bohr tidak memiliki
dasar pembenaran dalam kuantisasi momentum sudut elektron yang hanya bernilai
kelipatan dari
,
mengapa bukan kelipatan dari
,
dan sebagainya. Keterbatasan lain dari model atom Bohr adalah tidak dapat
menjelaskan cara-cara atom berikatan membentuk molekul yang stabil dengan
kombinasi tertentu dari atom-atom penyusunnya. Berdasarkan kekurangan dan
keterbatasan tersebut, para ahli peneliti melalui usaha-usaha berkesinambungan
dan berkelanjutan memperbaiki model struktur atom yang dikemukakan Bohr dengan
menggunakan konsep–konsep secara mekanika kuantum.[19]
Secara umum, model atom
Bohr dapat menjelaskan kestabilan atom dan spektrum atom hidrogen. Akan tetapi,
model ini mempunyai kelemahan antara lain :
ü Model
atom Bohr hanya dapat menjelaskan spektrum hidrogen tapi gagal menjelaskan
spektrum atom yang lebih kompleks dibandingkan atom hidrogen.
ü Asumsi
bahwa elektron mengelilingi inti dalam orbit berbentuk lingkaran tidak
sepenuhnya benar karena orbit yang berbentuk elips dimungkinkan.
ü Model
atom Bohr tidak dapat menjelaskan adanya garis-garis halus pada spektrum atom
hidrogen karena Bohr menganggap elektron hanya sebagai partikel. Teori atom
selanjutnya menggunakan sifat dualisme elektron sebagai partikel dan gelombang.
Sifat ini menyebabkan tempat kedudukan elektron dalam atom tidak dapat
ditentukan, akan tetapi merupakan kebolehjadian.[20]
Namun dengan demikian
kita tidak berkeinginan untuk mengesampingkan sama sekali model ini. Model Bohr
memberikan suatu gambaran mental yang bermanfaat mengenai mengenai struktur
sebuah atom. Ada banyak sifat atom lainnya, terutama yang berkaitan dengan
kemagnetan, yang dapat dipahami berdasarkan orbit-orbit Bohr. [21]
G. TEORI
ATOM MEKANIKA GELOMBANG
Jika satu garis
spectrum hydrogen diperhatikan dengan cermat ternyata terdiri atas garis-garis
kecil yang sangat berdekatan. Fakta ini tidak dapat dijelaskan oleh Bohr dan
merupakan kelemahan teorinya. Kemudian para ahli berupaya mendapatkan teori
yang lebih meyakinkan. Perhatian diarahkan pada sifat khusus partikel, seperti
foton, electron, dan neutron. Akhirnya melahirkan teori atom mekanika
gelombang.
Dasar
mekanika gelombang
Pada tahun 1924, de Broglie
menyatakan bahwa partikel kecil mempunyai sifat berbeda dari benda besar. Ia
bertolak dari teori Einsten dan Planck masing-masing tentang energy dan cahaya.
Menurut Einstein, massa dapat disetarakan dengan energi,
E =
Dengan m= massa materi
dan c = kecepatan cahaya. Artinya
materi bermassa 1 g setara dengan energy sebesar 1 x (2,9979 x
)²
erg= 8,9874 x
kj.
Menurut Planck, seperti
telah dinyatakan, energi cahaya hanya bergantung pada frekuensinyal,
E = H
Jika energi materi dan energi cahaya diatas disamakan
maka didapat:
mc
=
h
mc² = h
Persamaan diatas menunjukkan bahwa panjang gelombang cahaya
sama dengan tetapan planck (h) dibagi momentumnya. Berdasarkan hal ini , de
Broglie berhipotesis bahwa persamaan ini berlaku untuk setiap materi yang
bergerak. [22]
De Broglie mengemukakan gagasan dengan
kesimetrian atau penerapan yang lebih luas dari gagasan partikel cahaya yang
dikemukakan oleh Max Planck- Einstein. Kalau cahaya memiliki sifat partikel,
maka partikel juga memiliki sifat gelombang.
[23] Artinya,
suatu benda bermassa m yang bergerak dengan kecepatan v akan membentuk
gelombang dengan panjang gelombang sebesar. [24]
Secara perhitungan hipotesis de Broglie dapat diterima, seperti pada contoh berikut ini:
1. Tentukan
panjang gelombang benda seberat 10 g yang bergerak dengan kecepatan 1
Jawab :
=
= 6,626 x
m
= 6,626 x
nm
2. Tentukan
panjang gelombang neutron yang bergerak dengan kecepatan 4,04 x
³
.
Jawab :
=
= 9,81 x
m
= 9,81 nm
Jika dibandingkan hasil
kedua contoh diatas, ternyata gerakan benda yang besar menghasilkan panjang
gelombang yang sangat kecil. Dengan kata lain, sifat gelombang gerakan materi
yang besar dapat dapat diabaikan., tetapi untuk partikel kecil (seperti
neutron) harus diperhitungkan. Sejak itu lahirlah mekanika gelombang atau
mekanika kuantum untuk menangani gerakan partikel-partikel kecil, sedangkan
mekanika klasik , yang disebut mekanika newton, hanya berlaku untuk benda besar
(makro).
Setelah ada bukti, yang
tidak dikemukakan disini, hipotesis Broglie menjadi hukum yang berpengaruh besar
terhadap perkembangan ilmu pengetahuan, contohnya untuk membahas gerakan
electron di dalam atom. Jika menurut Bohr electron bergerak mengelilingi inti,
maka menurut teori Broglie, gerakan itu bukanlah dalam lintasan tertentu
melainkan dalam bentuk gelombang.
Model Atom Mekanika Kuantum.
Beberapa
penemuan penting yang mendasari model atom ini adalah:
- Menurut de
Broglie, gerakan partikel yang bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan
cahaya mempunyai sifat gelombang. Contohnya adalah gerakan elektron mengitari
inti atom.
- Menurut
Heisenberg, posisi elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti. Yang dapat
ditentukan hanyalah kebolehjadian menemukan elektron. Daerah dalam ruang di
sekitar inti atom dengan kebolehjadian menemukan elektron disebut orbital.
Model atom mekanika
kuantum mempunyai persamaan dengan model atom Bohr dalam hal adanya tingkat
energi (kulit atom). Perbedaan dari kedua model tersebut terletak pada bentuk
lintasan elektron. Bohr menggambarkan lintasan berupa lingkaran dengan
jari-jari tertentu, sedang model mekanika kuantum berupa orbital.[25]
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Pada tahun 1913,
Niels Bohr, fisikawan berkebangsaan Swedia, mengikuti jejak Einstein menerapkan
teori kuantum untuk menerangkan hasil studinya mengenai spektrum atom hidrogen.
Bohr mengemukakan teori baru mengenai struktur dan sifat-sifat atom. Teori atom
Bohr ini pada prinsipnya menggabungkan teori kuantum Planck dan teori atom dari
Ernest Rutherford yang dikemukakan pada tahun 1911. Bohr mengemukakan bahwa
apabila elektron dalam orbit atom menyerap suatu kuantum energi, elektron akan
meloncat keluar menuju orbit yang lebih tinggi. Sebaliknya, jika elektron itu
memancarkan suatu kuantum energi, elektron akan jatuh ke orbit yang lebih dekat
dengan inti atom. Model atom Bohr dikemukakan oleh Niels
Bohr yang berusaha menjelaskan kestabilan atom dan spektrum garis atom
hidrogen yang tidak dapat dijelaskan oleh model atom Rutherford.
Ada
empat postulat yang digunakan untuk menutupi kelemahan model atom Rutherford,
antara lain :
1.
Atom Hidrogen terdiri dari sebuah
elektron yang bergerak dalam suatu lintas edar berbentuk lingkaran mengelilingi
inti atom, gerak elektron tersebut dipengaruhi oleh gaya coulomb sesuai dengan
kaidah mekanika klasik.
2.
Lintas edar elektron dalam hydrogen yang
mantap hanyalah memiliki harga momentum angular L yang merupakan kelipatan dari
tetapan Planck dibagi dengan 2π.
3.
Dalam lintas edar yang mantap elektron
yang mengelilingi inti atom tidak memancarkan energi elektromagnetik, dalam hal
ini energi totalnya E tidak berubah.
4.
Jika suatu atom melakukan transisi dari
keadaan energi tinggi EU ke keadaan energi lebih rendah EI,
sebuah foton dengan energi hυ=EU-EI diemisikan. Jika
sebuah foton diserap, atom tersebut akan bertransisi ke keadaan energi rendah
ke keadaan energi tinggi.
Tetapi
Model atom bohr tidak dapat menjelakan pengamatan-pengamatan yang dilakukan
pada atom yang lebih kompleks, sehingga dikembangkanlah satu model struktur
atom yang lebih rumit dengan penalaran matematika tinggi yaitu model mekanika
kuantum.
Model
ini berdasarkan pada teori kuantum yang mengatakan bahwa materi juga memiliki
sifat-sifat yang sama seperti gelombang. Menurut teori kuantum, letak dan
momentum (kecepatan dan arah) suatu electron pada satu waktu tidak mungkin
diketahui secara pasti dan hal ini dikenal dengan prinsip ketidakpastian. Jadi,
para ilmuwan harus mengganti lingkaran Bohr dengan orbital(kadang-kadangdisebut
sebagai awan electron) yaitu volume ruang yang kemungkinan besar terdapat satu
electron. Dengan kata lain, dalam hal ini istilah kepastian diganti dengan
kebolehjadian (probabilitas).
Model
atom dari penelitian-penelitian para ahli memberikan kita gambaran menyeleruh
pada rahasia rahasia penciptaan Allah SWT.
Hipotesis Bohr yang mengatakan bahwa inti atom yang bermuatan positif
dikelilingi oleh electron yang bermuatan negative di dalam suatu lintasan
adalah gambaran seluruh alam semesta.
Kita
akan menganalogikan gerakan model atom Bohr ini seperti jemaah haji yang mengelilingi
ka’bah, Al- qur’an menjelaskan tentang alam semesta dalam surah Ar- Rahman ayat
5 yang artinya:
“Matahari dan bulan
(beredar) menurut perhitungannya”
Serta
Allah juga menjelaskan dalam Al-qur’an adanya sebuah benda yang disebut atom
atau benda lain yang lebih kecil dari atom. Yang terdapat dalam surah Al-
Zalzalah ayat 7-8 yang artinya:
“Barangsiapa yang
mengerjakan kebaikan sebesar Zarrahpun,
niscaya ia akan melihat (balasan)nya, dan barang siapa yang mengerjakan
kejahatan seberat Zarrahpun niscaya
ia akan melihat (balasan)nya pula “
B.
SARAN
Kami
menyadari bahwa perkembangan teori tentang atom sangat sulit untuk dipahami.
kami berharap Mahasiswa dapat mengetahui perkembangan atom secara sistematika
dan dapat memahami bagaimana model atom yang telah ditemukan oleh beberapa
ahli.
DAFTAR PUSTAKA
Raymond Chang, 2005, Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga
Jilid 1, Jakarta :
Erlangga.
Ilmu
Kimia, 1986. Jilid 11B Edisi Kelima,Jakarta: Erlangga
Bunbun Bunjali. 2002.
Kimia Inti. Bandung : ITB.
Nana Sutresna. 2010.
Advanced Learning Chemistry 1A. Bandung : Grafindo.
Michael Purba. 2006.
Kimia untuk SMA Kelas X. Jakarta : Erlangga.
Syukri, s.1999. kimia
Dasar 1. Bandung: ITB.
M.C. Johari, MSc., Chemistry 1A for Senior High School Grade X,
Jakarta : Erlangga, 2010.
Jhon T, Moore, 2007. Kimia For dummies. Diterjemahkan oleh:
deni pranowo, dkk.
Bandung:pakar
raya.
Kenneth krane, 2011, fisika
Modern, diterjemahkan oleh: Hans J. Wospakrik, Jakarta:
universitas
Indonesia.
Marin, 2008. True/untrue
explanations in Physics: the Bohr’s atom model [online], vol 2 (2),196
Audrey L.Companion,1991,Ikatan
Kimia,Bandung: ITB .
Sapdodadi, 1986. Ilmu kimia jilid IIB, Jakarta :
sapdodadi.
Andian Ari A., M.Sc,
2008 , bahan ajar dasar kimia , Yogyakarta
: universitas negeri yoyakarta.
Cotton,
F. Albert. 2009. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta : Universitas Indonesia
Ham,
Mulyono. 2006. Kamus Kimia. Jakarta :
Bumi Aksara
Haris, Mukhtar. 2009. Kimia anorganik. Mataram: Universitas Mataram
Haris, Mukhtar. 2009. Kimia anorganik. Mataram: Universitas Mataram
Saito,
Taro. 1996. Buku Teks Kimia Anorganik
Online. Tokyo : permission of Iwanami Shoten
[1]
Raymond Chang, 2005, Kimia Dasar
Konsep-Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 1, Jakarta : Erlangga.Hal. 31.
[2] Ilmu Kimia, 1986. Jilid 11B Edisi Kelima,Jakarta:
Erlangga, Hal. 112.
[3] Bunbun Bunjali. 2002. Kimia Inti. Bandung :
ITB. Hal 1.
[4] Nana Sutresna. 2010. Advanced Learning
Chemistry 1A. Bandung : Grafindo. Hal 10.
[5] Michael Purba. 2006. Kimia untuk SMA Kelas X.
Jakarta : Erlangga. Hal 21.
[6] Syukri,
s.1999. kimia Dasar 1. Bandung: ITB. Hal. 125-126.
[7]
.M.C. Johari, MSc., Chemistry 1A for
Senior High School Grade X, Jakarta : Erlangga, 2010. Hal. 93
[8] Syukri, s. Op.cit . Hal. 127.
[9] M.C. Johari, MSc.Op.cit. Hal. 95
[10]Ibid.
Hal. 11
[11]
Syukri, s. Op.cit. hal 128
[12]
Jhon T, Moore, 2007. Kimia For dummies. Diterjemahkan
oleh: deni pranowo, dkk. Bandung:pakar raya. Hal. 38.
[13] Kenneth krane, 2011, fisika
Modern, diterjemahkan oleh: Hans J. Wospakrik, Jakarta: universitas
Indonesia. Hal. 244
[14]
Drs. Michael Purba, M.Si., Op.cit. Hal.
10
[15] Marin, 2008. True/untrue explanations in Physics: the Bohr’s atom
model [online], vol 2 (2),196 halaman . tersedia : http://www.journal.lapen.org.mx [ 24 september 2015]
[16]
Audrey L.Companion,1991,Ikatan Kimia,Bandung: ITB .Hlm.10-13.
[17]
Sapdodadi, 1986. Ilmu kimia jilid IIB, Jakarta
: sapdodadi. Hal. 115-117
[18] Jhon T, Moore. Op. Cit. Hal. 38-40.
[19] Bunbun Bunjali. Op. Cit. Hal 12.
[20]
J.M.C. Johari, MSc. Op. cit. Hal. 97
[21] Kenneth krane, Op. Cit. Hal. 258-259
[22]
Syukri,s. Op. Cit . Hal 133-134.
[23]
Michael purba, Op. cit . Hal 6.
[24]
Syukri s, 1999. Loc. Cit.
[25] Andian Ari A., M.Sc, 2008 , bahan ajar dasar kimia , Yogyakarta : universitas negeri yoyakarta.
Hal.2-4
Tag : makalah struktur atom dan sistem periodik, makalah struktur atom hidrogen, makalah struktur atom pdf, makalah struktur atom dan ikatan kimia, makalah struktur atom dan sistem periodik unsur, makalah struktur atom doc, makalah struktur atom dan molekul, makalah struktur atom sistem periodik dan ikatan kimia, makalah struktur atom dan perkembangannya, makalah struktur atom dan konfigurasi elektron, latar belakang makalah struktur atom, contoh latar belakang makalah struktur atom, contoh makalah struktur atom, contoh makalah struktur atom dan sistem periodik unsur, contoh makalah struktur atom dan sistem periodik, contoh makalah kimia struktur atom, contoh makalah tentang struktur atom, contoh makalah struktur atom hidrogen, contoh makalah kimia tentang struktur atom, makalah struktur atom dan periodik unsur, makalah struktur atom dan tabel periodik unsur, pengertian struktur atom dan sistem periodik unsur, makalah struktur elektron atom, makalah fisika struktur atom hidrogen, makalah fisika tentang struktur atom, makalah fisika tentang struktur atom hidrogen, pengertian struktur atom hidrogen, makalah tentang struktur atom hidrogen, makalah struktur atom ikatan kimia dan sistem periodik, makalah struktur inti atom, pengertian struktur inti atom, makalah tentang struktur atom sistem periodik dan ikatan kimia, makalah struktur atom kimia, makalah struktur atom kelas x, pengertian struktur atom kimia, pengertian struktur atom kelas x, kesimpulan makalah struktur atom, makalah kimia struktur atom download, makalah kimia struktur atom dan sistem periodik, kumpulan makalah struktur atom, makalah struktur atom lengkap, makalah lengkap tentang struktur atom, pengertian struktur atom menurut para ahli, pengertian struktur atom menurut dalton, pengertian struktur atom menurut max planck, pengertian struktur atom menurut rutherford, pengertian struktur atom modern, makalah tentang struktur atom dan molekul, makalah struktur atom sistem periodik dan struktur molekul, makalah tentang struktur atom dan makalah, makalah materi struktur atom, makalah struktur atom, makalah struktur atom pendahuluan, makalah kimia struktur atom pdf, makalah perkembangan struktur atom, pengertian struktur atom dan sistem periodik, makalah tentang struktur atom dan sistem periodik, makalah struktur dan teori atom, makalah tentang struktur atom, makalah tentang struktur atom dan tabel periodik, makalah kimia tentang struktur atom, makalah kimia tentang struktur atom dan sistem periodik unsur, makalah kimia struktur atom dan sistem periodik unsur, makalah tentang struktur atom dan sistem periodik unsur