Fisika Atom

Model atom Rutherford (1871 – 1937)

·         Atom terdiri atas inti yang bermuatan listrik positif yang mengandung hampir seluruh massa atom.

·         Elektron bermuatan negatif beredar mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu seperti planet-planet yang beredar mengelilingi matahari pada susunan tata surya.

·         Atom secara keseluruhan bermuatan netral, jumlah muatan positif inti atom sama dengan jumlah muatan elektron-elektronnya.

·         Inti atom dan elektron tarik-menarik sehingga timbul gaya sentripetal pada elektron yang menyebabkan elektron tetap pada orbitnya(lintasannya)

·         Pada reaksi kimia inti atom tidak mengalami perubahan hanya elektron-elektron pada lintasan  luarnya yang saling mempengaruhi.

Model atom Rutherford untuk atom  hdrogen perbandingan antara garis lintasan elektron dengan garis tengah inti atom 10.000 : 1       Perbandingan antara massa inti atom dengan massa elektron 1.837 : 1

KELEMAHAN MODEL ATOM RUTHERFORD

q  Karena dalam gerak orbitnya elektron memancarkan energi, maka energi elektron berkurang sehingga jari-jari lintasannya mengecil. Lintasannya tidak lagi berupa lingkaran dengan jari-jari tetap tetapi berupa putaran berpilin yang mendekati inti  dan akhirnya elektron akan jatuh ke inti. Artinya atom tidak stabil, padahal kenyataan atom adalah stabil

q  Apabila jari-jari lintasan elektron semakin kecil maka waktu putarnya semakin kecil juga. Akibatnya frekwensi dan panjang gelombang elektromag-netik yang dipancarkan menjadi bermacam macam padahal dari hasil pengamatan kenyataannya spektrum dari atom hidrogen  menunjukkan spektrum garis yang khas. 

Model Atom Bohr  

Pada tahun 1913 Niels Bohr mengoreksi kelemahan teori atom Rutherford dengan teori kuantum Planck. Model atom Bohr dinyatakan dengan dua postulat

1.      Elektron tidak dapat bergerak mengelilingi inti melalui sembarang lintasan , tetapi hanya dapat melalui lintasan tertentu saja tanpa mebebaskan energi. Lintasan itu disebut lintasan stasioner. Pada lintasan ini elektron memiliki momentum angular (sudut)

m = massa elektron

v = keecepatan linier elektron

r = jaari-jari orbit elektron

n = bilangan kwantum

h = tetapan planck =6,626.10^-34 J.s

 

2.      Elektron dapat berpindah dari suatu lintasan ke lintasan yang lain dengan memancarkan atau menyerap energi foton.

Energi footon yang dipancarkan atau diserap saat terjadi perpindahan lintasan sebanding dengan frekwensinya

               E_A – E_B = h.f

JARI-JARI LINTASAN ELEKTRON

Dengan menggabungkan teori Rutherford dan teori Planck Bohr menghitung jari-jari lintasan orbit elektron

h = tetapan Planck = 6,626 x 10 ^-34 J.s

k = tetapan = 9 x 10 ⁹ Nm²C^-2

m = massa elektron = 9,1 x 10 ^-31 kg

e = muatan elektron 1,6 x 10 ^-19 C

p = 3,14

Dengan memasukkan nilai-nilai variabel yang ada pada rumus  di perolah nilai r

r = n² (0.529 x 10 ^-10) meter

Jari-jari lintasan orbit elektron yang terdekat dengan inti n =1  adalah :     r₁ = 1² (0.529 x 10 ^-10) meter = 0.529 x 10 ^-10 meter = 0,529 A

Untuk lintasan orbit elektron lebih jauh dari inti dirumuskan :

            r_n = n² x r₁   atau r_n = n² x  0,529 A

ENERGI ELEKTRON DILINTASAN STATIONER

1 eV = 1,6 x 10 ^-19 J

SPEKTRUM ATOM HIDROGEN

Model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan spektrum cahaya yang dipancarkan oleh atom hidrogen. Dengan menggunakan spektrometer dapat diamati panjang gelombang yang dipancarkan oleh atom hidrogen.

 

Pada tahun 1886 John Jacob Balmer secara empiris membuat perumusan tentang deret-deret yang sesuai dengan panjang gelombang pada spektrum atom hidrogen.

l= panjang gelombang spektrum cahaya yang dipancarkan oleh spektrum atom hidrogen

R = tetapan Ryberg = 1,097x10⁷ m^-1

n = bilangan kwantum lebih besar 2

Pada spektrum atom hidrogen ini dikenal ada 5 deret Yaitu :

a.      Deret Lyman Elektron pindah ke n =1 Spektrum yang dihasilkan cahaya ultra violet .

b.      Deret Balmer Elektron pindah ke n = 2 Spektrum yang dihasilkan cahaya tampak

c.       Deret Paschen  Elektron pindah  ke n =3  Spektrum yang  dihasilkan cahaya    infra merah 1

d.      Deret Bracket Elektron pindah  ke n =4 Spektrum yang  dihasilkan cahaya    infra merah 2

e.      Deret Pfund : Elektron pindah ke n =5 Spektrum yang  dihasilkan cahaya        infra merah 3

ATOM BERELEKTRON BANYAK

ENERGI TOTAL ELEKTRON    

En = energi total elektron

Z   = nomor atom

n   = bilangan kwantum utama

Keadaan stasioner suatu elektron diperlukan empat bilangan kwantum :

1.       Bilangan kwantum utama n Menyatakan kulit utama lintasan elektron bilangan n mulai dari 1 sd 7 atau dari K sd Q

2.      Bilangan kwantum orbital  Menyatakan besar-nya momentum sudut elektron terhadap inti bila-ngan  kuantum  dari 1 sd (n-1) atau s,p,d,,f…

3.       Bilangan kwantum magnetik m_l Menentukan arah momentum sudut dan menunjukkan jumlah subkulit nilai ml mulai dari –   melalui 0 sd +

4.       Bilangan kwantum spin m_s Elektron mengeli-lingi inti juga ro-tasi sehingga me-nimbulkan medan magnet m_s = + 1/2  searah medan magnet luar m_s = - 1/2  berlawanan arah dengan medan magnet luar  ms = - 1/2  berlawanan arah dengan medan magnet luar

# SMA N 7 MAKASSAR