Bengkulu Time
MODEL ATOM BOHR DAN TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM..
Apakah anda masih ingat teori atom yang dikemukakan oleh Niels Bohr? Menurut Bohr electron beredar mengitari intinya pada tingkat-tingkat energy tertentu, bagaikan planet-planet mengitari matahari. Dengan model seperti itu, Bohr dapat menjelaskan spectrum atom hydrogen, namun demikian, Bohr tidak dapat menjelaskan spectrum dari unsure yang lebih kompleks. Selain itu, penemuan lebih lanjut menunjukkan bahwa electron mempunyai sifat gelombang disamping sebagai partikel. Oleh karena itu, tidak mungkin membayangkan electron beredar mengitari inti menurut suatu orbit bebentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu. Selanjutnya, Werner Heisenberg mengemukakan bahwa tidak ada metode percobaan untuk menentukan posisi momentum electron dalam atom secara bersamaan dengan ketelitian tinggi . jika begitu, apa yang dapat dijelaskkan tentang posisi electron dalam atom? Nah, dalam situasi seperti itu, minculah Erwin Schodinger, seorang ahli matematika dari Austria. Schodinger mengembangkan suatu mekanika khusus untuk mendeksripsikan gerak electron dan benda-benda kuantum lainnya, yaitu benda-benda yang mempunyai sifat gelombang disamping sebagai partikel. Mekanika yang dikembangkan Schrodinger disebut mekanika kuantum atau mekanika gelombang. Pada sub ini akan berbagai penemuan tersebut satu persatu, dengan membahas sedkit tentang spectrum atom yang ada kaitanyya tentang materi model atom bohr dan teori atom mekanika kuantum
- 1. spectrum Atom
- 2. Teori Kuantum Max planck
Tahun 1900 Max Planck mengajukan teori kuantum yang pada dasarnya merupakan gagasan tentang partikel gelombang, menurut Max Planck radiasi elektromagnet bersifat diskrit, terdiri dari paket-paket kecil (kuanta) atau partikel.
Gagasan Max Planck ini bertentangan dengan teori fisika klasik yang menganggap radiasi elektromagnet sebagi gelombang kontinu, tidak merupakan partikel. Einstein mendukung gagasan max Planck dan menamai partikel radiasi tersebut dengan foton. Setiap foton mempunyai energi tertentu yang bergantung pada frekuensi atau panjang gelombangnya.
Einstein mendukung gagasan max Planck dan menamai partikel radiasi tersebut dengan foton. Setiap foton mempunyai energi tertentu yang bergantung pada frekuensi atau panjang gelombangnya.
- 3. Model atom Niels Bohr
Telah disebutkan bahwa spectrum atom berupa spectrum garis . Pada tahun 1913 bohr dapat menjelaskan fenomena tersebut denngan menggunakan reori Max planck. Menurut Bohr , spectrum garis menunjukkan bahwa electron dalam atom hanya dapat beredar pada lintasan-lintasan dengan tingkat energy tertentu.pada lintasan itu electron dapat beredar tanpa pemancaran energy . lintasan electron tersebut berupa lingkaran dengan jari-jari tertentu yang disebut sebagai kulit atom. Setiap kulit ditandai dengan suatu bilangan yang doisebut bilangan kuantum (n), yaitu dimulai dari kulit paling dalam, n= 1, 2, 3, 4, dan seterusnya, dan dinyatakan dengan lambing K, L, M, N, dan seterusnya. Semakin besar nilai n, semakin besar pula tingkat energinya. Elektron akan melepaskan energi (berupa foton) jika elektron tersebut berpindah ke lintasan yang lebih rendah tingkat energinya, dan elektron akan menyerap energi jika berpindah ke lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi (lintasan lebih luar).
Perpindahan electron dari kulit dalam ke kulit luar disebut eksitasi (excitation) àelektron menyerap energi
Perpindahan elektron dari keadaan eksitasi ke keadaan semula disebut transisi àelektron memancarkan energi.
Energi yang diserap atau dipancarkan dalam bentuk foton atau cahaya, dirumuskan :
∆E= E final - Einitial
Dalam penjelasannya, Bohr menggunakan atom hydrogen sebagai model. Bohr berhaasil merumuskan jari-jari lintasan san energy electron pada atom hydrogen.
Salah satu kelemahan model atom Bohr hanya bisa dipakai untuk menjelaskan model atom hydrogen dan atom atau ion yang memiliki konfigurasi elektron seperti atom hydrogen, dan tidak bisa menjelaskan untuk atom yang memiliki banyak electron
http://www.4shared.com/document/h4Fozv5r/Teori_Atom_Bohr.html
http://www.4shared.com/document/h4Fozv5r/Teori_Atom_Bohr.html
- 4. HipotesisbLouis de Broglie
Salah satu kelemahan dari teori atom neilsh bohr yaitu tidak dapat menjelaskan mengapa electron hanya boleh berada pada tingkat energy tertentu. Pertanyaan itu baru dapat dijelaskan setelah Louis de Broglie mengemukakan gagasannya tentang gelombang materi. Gagasan ini merupakan kesimestrian atau penerapan yang lebih luas adri gagasan partikel cahayaa yang dijelaskan oleh Max Planck-einsten. Menurutnya, gerakan partikel mempunyai cirri-ciri gelombang. Sifat geombang dari partikel tersebut dinyatakan
- 5. Azas ketidakpastian Warner Heisenberg
Berkaitan dengan dualism sifat electron, heinsberg menyimpulakn suatu keterbatasan dalam menentukan poosisi dan momentum electron dalam atom. Kesimpulan heisnberg dikenal denganasas ketidakpastian . meurut Heinsberg, tidaklah mungkin menentukan posisi dan momentum electron secara bersamaan dengan ketelitian tinggi. Jika suatu experiment dirancang untuk memastkan posisinya, maka ketidakpastian momentumnya akan semakin besar, sebaliknya jika eksperimen dirancang untuk memastikan momentum dan kecepatannya, maka ketidakpastian posisinya akan semakin besar. Heinsberg merumuskan hubungan ketidakpastian posisi dan ketidakpastiaan momentumsebagai :
Δx x Δp > 
Δp = ketidakpastiaan momentum
Δx = ketidakpastian posisi
- 6. Model Atom Mekanika Kuantum
Pada tahun 1962, schrodinger mengajukan suatu persamaan, kini disebut persamaan mekanika gelombang schrodinger, untuk mendeskripsikan keberadaan electron dalam atom. Dalam merumuskan persamaan gelombang tersebut, dia memperhitungkan dualism sifat electron yaitu sebagai partikel sekaligus sebagai gelombang. Temuan schrodinger ini memungkinkan kita untuk menentukan struktur elektronik atom , baik yang berelektron tunggal, maupun yang berelektron banyak.
- 7. Bilangan bilangankuantum
Menurut teori atom modern, electron berada dalam orbital dan setiap orbital mempunyai tingkat energi atau bentuk tertentu. Satu atau beberapa orbital yang memiliki tingkat energi sama membentuk subkulit. Untuk menentukan tingkat energi dari electron serta menyatakan kedudukan electron pada suatu orbital digunakan bilangan kuantum. Schrodinger menggunakan tiga bilangan kuantum yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), bilangan kuantum magnetic (m). Ketiga bilangan kuantum ini merupakan bilangan bulat dan sederhana yang memberi petunjuk kebolehjadian diketemukannya electron dalam atom. Sedangkan untuk menyatakan arah perputaran elektron pada sumbunya para ahli menggunakan bilangan kuantum spin (s).
a. Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama, diberi lambang dengan huruf n memiliki nilai 1,2,3, …n. Bilangan kuantum ini menyatakan letak suatu electron pada suatu kulit atau lintasannya (nomor kulit).
Jika electron terletak di kulit K, maka bilangan kuantum utama, n = 1
Jika electron terletak di kulit L, maka bilangan kuantum utama, n = 2
Jika electron terletak di kulit M, maka bilangan kuantum utama, n = 3, dan seterusnya.
makin besar harga n, berarti makin jauh letaknya dari inti atom, sehingga tingkat energinya makin tinggi.
b. Bilangan Kuantum Azimut (l).
Bilangan kuantum azimut, diberi lambing dengan huruf l. Bilangan kuantum azimut adalah bilangan kuantum yang menyatakan letak suatu electron pada orbital atau subkulit.
Harga yang dibolehkan untuk bilangan kuantum azimuth adalah, l. = n – 1. Karena nilai n merupakan bilangan bulat dan paling kecil sama dengan satu, maka harga l. juga merupakan bilangan bulat mulai dari 0, 1, 2, 3…, (n-l).
Jika l. = 0, maka elektron terletak di subkulit s
l. = 1, maka elektron terletak di subkulit p
l. = 2, maka elektron terletak di subkulit d
l. = 3, maka elektron terletak di subkulit f
Jika n = 1, maka harga l. = 0
n = 2, maka harga l. = 0 dan atau 1
n = 3, maka harga l. = 0, dan atau 1, dan atau 2
c. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetic (m) menggambarkan orientasi orbital dalam ruang atau orientasi subkulit dalam kulit, atau dengan kata lain menyatakan jumlah orbital dalam ruang. Bilangan kuantum magnetik memiliki harga berupa deret bilangan bulat dari –m melalui 0 sampai dengan +m, dimana hubungan antara m dan l dapat dinyatakan dengan rumus : m = -l s.d. +l.
Contoh:
untuk harga l. = 0, maka terdiri dari satu harga m (1 orbital), yaitu 0
untuk harga l. = 1, maka terdiri dari tiga harga m (3 orbital), yaitu -1, 0, +1
untuk harga l. = 2, maka terdiri dari lima harga m(5 orbital), yaitu -2, -1, 0, +1, +2
untuk harga l. = 3, maka terdiri dari tujuh harga m (7 orbital), yaitu -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3
dan seterusnya.
d. Bilangan Kuantum Spin (s).
Bilangan kuantum spin dilambangkan dengan huruf s. Bilangan kuantum ini muncul dari hasil pengamatan terhadap sinar dari uap atom-atom perak yang dilewatkan melalui medan magnet yang dilakukan oleh O. Stren dan W. Gerlach. Dari percobaan dapat diketahui bahwa bilangan kuantum spin (s) menyatakan arah perputaran electron pada sumbu orbital, dimana perputaran electron ini akan menimbulkan medan magnet.
Jika 2 (dua) electron dalam satu orbital berputar dengan arah yang berlawanan, maka medan magnet yang ditimbulkan akan saling meniadakan, sehingga hanya ada 2 kemungkinan harga bilangan kuantum spin, yaitu + ½ untuk perputaran electron yang searah dengan jarum jam, dan – ½ untuk perputaran electron yang berlawanan dengan arah jarum jam. Sehingga tiap orbital hanya dapat ditempati maksimum oleh 2 buah electron.
- 8. Bentuk dan Orientasi Orbital
Sebagaimana kita ketahui bahwa electron terletak atau berada dalam suatu orbital. Bentuk orbital menggambarkan kebolehjadian menemukan electron dalam ruang di sekeliling inti. Sedangkan bentuk dan orientasi orbital ditentukan oleh bilangan kuantum. Nilai bilangan kuantum l menentukan bentuk geometris dari awan electron atau8 penyebaran peluang menemukan electron. Hal ini berarti bilangan kuantum l menentukan bentuk orbital. Nilai bilangan kuantum m menunjukkan arah ruang (orientasi) orbital, sedangkan bilangan kuantum s menunjukkan letak/posisi electron. Bentuk orbital untuk tiap sub kulit dapat dijelaskan sebagai berikut.
a. Bentuk Orbital s
Orbital s memiliki bilangan kuantum l. = 0 dan m = 0, sehingga orbital s tidak memiliki orientasi dalam ruang. Oleh karena orbital s tidak memiliki orientasi, maka bentuk orbital s dinyatakan seperti bola semitris di sekeliling inti, sebagaimana gambar berikut
.
b. Bentuk Orbital p
Orbital p memiliki bilangan kuantum l. = 1 dan m = -1, 0, +1, sehingga terdapat tiga orbital p sesuai dengan jumlah bilangan kuantum magnetiknya. Bentuk orbital-orbital pada subkulit p mempunyai bentuk bola terpilin. Subkulit p mempunyai 3 orbital px, py dan pz. Ketiga orbital tersebut terletak pada 3 sumbu yang saling berpotongan tegak lurus dan ketiga orbital itu mempunyai tingkat energi yang sama. Adapun bentuk ketiga orbital px, py dan pz dapat digambarkan sebagai berikut
.
c. Bentuk Orbital d dan F
Pada subkulit d (l.=2) terdapat 5 harga m, yaitu -2, -1, 0, +1, +2, maka terdapat 5 orbital d. Bentuk orbital d terdiri dari lima orbital yaitu dx2-y2, dz2, dxz, dxy, dan dyz, yang dapat digambarkan sebagai berikut
.
Empat dari orbital d, yaitu orbital dx2-y2, dxy, dxz dan dyz mempunyai bentuk yang sama, masing – masing mempunyai 4 kuping bagaikan gabungan dari balon yang terpilin. Seperti tampak pada gambar.
