TEORI ATOM
Materi 1 : Baca teori ini, kerjakan soal yang ada di halaman paling belakang ini
1. Model atom Dalton
a. Atom adalah bagian terkecil suatu unsur yang tidak dapat dibagi-bagi
lagi
b. Atom suatu unsur semuanya sama, dan tidk dapat berubah menjadi
atom unsur lain.
c. Dua atom atau lebih dapat membentuk suatu molekul ( H20, H2SO4)
d. Pada reaksi kimia atom-atomberpisah kemudian bergabung lagi
dengan susunan yang berbeda dari semula.
e. Pada reaksi kimia atom-atom bergabung dengan perbandingan tertentu
yang sederhana.
Kelemahan:
Teori dalton tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan
daya hantar arus listrik.
2. Model Atom Thomson
Teori ini sudah berdasarkan eksperimen di lab.
a. Elektron ( negatif) adalah bagian terkecil dari atom
b. Atom juga mengandung muatan positif ( proton
c. Atom berbentuk bola padat dengan muatan positif dan negatif tersebar
di seluruh bagian permukaan atom
d. Atom secara keseluruhan netral ( seperti kismis)
Percobaan tabung lucutan untuk memperoleh e/m :
Ep listrik = Ek
e.V = ½ mv2
Percobaan Millikan
Prcobaan tetes minyak oleh millikan
didapat :
e/m = 1,758803 x 1011
e = 1,6 x 10 – 19 C
m = 9,109543 x 10 – 31 kg
3. Model atom Rutherford
1. semua muatan positif dan sebagian massa atom berkumpul pada suatu titik
inti, inti bermuatan positif.
2. Inti dikelilingi oleh elektron-elektron pada jarak yang retatif jauh. Elektron
berputar pada lintasan-lintasan seperti planet-planet mengelilingi matahari
dalam tatasurya.
3. Secara keseluruhan atom netral ( jml muatan (+) = jml muatan negatif (-) )
4. Dalam reaksi kimia elektron terluar saja yang mengalami perubahan
Kelemahan model atom Rutherford
1. Tidak dapat menjelaskan menjelaskan kestabilan Inti
2. tidak dapat menjelaskan spektrum atom H, menurut Rutherford spaktrum
atom H adalah kontinu, padahal kenyataannya adalah spektrum garis.
Deret spektrum atom Hidrogen :
Gas hidrogen ditempatkan dalam tabung lucutan kemudian dipasang beda
potensial tinggi sehingga terdapat lucutan muatan listrik gas hidrogen
bercahaya dan memancarkan cahaya merah kebiru-biruan.Dianalisa dengan
spektrograf nampak deret-deret spektrum garis.Panjang gelombang
spektrum garis atom H dinyatakan dengan :
1 1 1
R( 2)
2
n A nB
R = konstanta Rydberg
= 1,097 x 107 m – 1
nA = lintasan yang dituju
nB = lintasan asal elektron ( nB > nA)
Deret seret tersebut meliputi :
1. deret Lyman berupa deret ultra ungu, didapat jika nA = 1, nB >1
2. deret Balmer berupa deret cahaya tampak , didapat jika nA = 2, nB >2
3. deret Paschen berupa deret infra merah I, didapat jika nA = 3, nB >3
4. deret Brachett berupa deret infra merah II, didapat jika nA = 4, nB >4
5. deret Pfund berupa deret infra merah III , didapat jika nA = 5, nB >5
dari deret deret tersebut tiap deret akan didapat :
- panjang gelombang () terpanjang jika nA =1
- panjang gelombang () terpendek jika nB =
4. Model Atom Bohr
Dengan pendekatan Teori kuantum , bahwa elektron dengan massa m ,muatan –e
bergerak dengan kelajuan v dalam suatu orbit stasioner lingkaran dengan jari-jari r
mengitari sebuah inti atom akan mempunyai :
ke2 ke2
Ek 1 dan E p , maka energi total elektron pada lintasan tersebut
2 r r
adalah E total (energi mekanik) = Ep + Ek
ke2 ke2 ke2
Etotal
r 2r 2r
Jari jari atom hidrogen (ao) ( jari-jari Bohr) pada lntasan dasar ( n = 1) adalah
ao 2
0,528 A o
mke
Jari-jari orbit stasioner ke n adalah rn n 2 .a o n 2 .0,528 A
Energi elektron pada lintasan n=1 E1 = - 13,6 eV
13,6
Energi kuantisasi atom hidrogen pada lintasan n adalah : E n eV ,
n2
n = nomer kulit atom.
Kerjakan Soal berikut ini :
1. Jika terjadi transisi elektron dari n = 5 ke n = 1 dan konstnta R = 1,097 x
107 m – 1
a) hitung panjang gelombang yang dipancarkannya.
b) Termasuk dalam deret apa?
2. Garis-garis spektrum Paschen dihasilkan bila dalam atom hidrogen terjadi
transisi elektron dari tingkat yang lebih tinggi ke tingkat n = 3. Jika R =
1,097 x 107 m – 1 , hitung panjang terbesar dari deret Paschen .
3. Jika konstanta R = 1,097 x 107 m – 1 hitung panjang gelombang
a) terpanjang dari deret Balmer
b) terpendek dari deret Balmer
4. Energi elektron atom hidrogen pada lintasan dasar adalah E. Energi
maksimum foton yang dipancarkan atom hidrogen berdasarkan deret
Balmer adalah .......E
5. Dalam model atom Bohr energi yang dibutuhkan oleh elektron hidrogen
untuk pindah dari orbit dengan bilangan kuantum 1 ke 3 adalah .... ( energi
dasar = - 13,6 eV)
6. Jika energi pada tingkat dasar ( n = 1) = - 13,6 eV , maka berapa besar
energi yang diserap atom hidrogen ketika elektron atom hidrogen
tereksitasi dari tingkat dasar ke kulit N ( n = 4)
Model atom menurut Mekanika Kuantum :
Postulat Bohr :
Elektron yang mengelilingi inti mempunyai momentu sudut yang besarnya :
h
mvr , elektron yang merupakan partikel juga dianggap sebagai gelombang.
2
Gb. Hal 59 Bob Foster 3B (8.23 c)
1. Seluruh keadaan stasioner dari elektron dianalogikan sebagai dengan keadaan
keadaan gelombang stasioner yang memiliki panjang gelombang dan
momentum sudut.
2. Atom atom dianggap menyerupai kulit genderang yang bergetar dengan
model-model getaran diskret. ( tidak seperti susunan tata surya)
3. Dalam gelombang stasioner, frekuensi resonansi tertentu terjadi jika
2L n ,
L = panjang senar
= panjang gelombang getaran.
n = nilangan bulat positif
Jadi keliling lingkaran orbit sebagai n Panjang gelombang elektron.
n 2r ,
n = 1,2,3,4, .....
r = jari-jari orbit
Dengan memasukkan panjang gelombang de Broglie dari elektron
h h
p mv
Jadi n 2r
h
n( ) 2r
mv
h
mvr n
2
Keadaan gelombang stasioner elektron dapat menyatakan kuantisasi
momentum sudut elektron dalam atom. ( postulat kuantisasi elektron Bohr
menjadi kenyataan)
Percobaan Difraksi Elektron
Elektron dipercepat oleh tegangan pemercepat V, maka panjang gelombang de
Broglie dapat dinyatakan :
Tegangan V dapat memberikan energi potensial listrik sebesar eV pada
elektron, kemudian eV elektron diubah menjadi energi kinetik elektron
sehinggadiperoleh :
E p listrik Ek
1 2
eV mv
2
2eV
v
m
h h
mv 2meV
= panjang gelombang de Broglie
h = konstantan Planck = 6,6 x 10 – 34 J.s
V = tegangan pemercepat
m = 9,1 x 10 – 31 kg
e = 1,6 x 10 – 19 C
Bilangan Kuantum :
Dalam model atom Bohr untuk menetapkan keadaan stasioner hanya
diperlukan satu bilangan kuantum yaitu bilangan kuantum utama (n)
Model atom Mekanika Kuantum
Untuk menetapkan keadaan stasioner elektron diperlukan empat bilangan
kuantum adalah :
1. Bilangan kuantum utama (n)
2. Bilangan kuantum orbital (l)
3. Bilangan kuantum magnetik (ml )
4. Bilangan kuantum spin (ms) .
Bilangan kuantum Utama (n)
- menentukan energi total elektron, yaitu yang selalu konstan.
- Menyatakan kulit dimana elektron berada .
- Bilangan kuantum utama n = 1 kulit K
- Bilangan kuantum utama n = 2 kulit L
- Bilangan kuantum utama n = 3 kulit M
- Bilangan kuantum utama n = 4 kulit N
- Bilangan kuantum utama n = 5 kulit O
- Bilangan kuantum utama n = 6 kulit P
Bilangan Kuntum Orbital (l) ( bilangan kuantum Azimut)
- Menentukan besar momentum sudut elektron (L) vektor kaidah tangan kanan
- menyatakan sub kulit ( s,p,d,f,g,h, . . ..) tempat elektron berada dan bentuk orbital.
l = 0,1,2,3, . . . . ( n - 1)
h
Momentum sudut L l (l 1) ; .........
2
- Sub kulit s (sharp) l = 0
- Sub kulit p (princilpe) l = 1
- Sub kulit d (diffuse) l = 2
- Sub kulit f ( fundamental) l = 3
- Sub kulit g l=4
- Sub kulit h l = 5, dst.
Bilangan Kuantum Magnetik (ml )
- menentukan arah momentum sudut . Besarnya ditentukan oleh l
- jadi ml = -l, .....0, ....+l
- Contoh :
Untuk sub kulit s , maka l = 0
ml = 0
Untuk sub kulit d , maka l = 2
ml = -2, -1, 0, 1, 2
Bilangan Kuantum Spin (ms)
- Menurut Dirac , spin elektron dapat ditunjukkan oleh bilangan kuantum ms
- Ms = ± ½
-
Rangkuman :
Nama notasi Nilai yang diperbolehkan
Bilangan kuantum utama n 1,2,3,...
Bilangan kuantum orbital l 0,1,2,.....( n – 1)
Bilangan kuantum magnetik ml -l, .....0, ....+l
Bilangan kuantum spin ms -½,+½