PERKEMBANGAN TEORI ATOM

1. Teori atom Dalton John Dalton (1766–1844), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris dengan didukung dari hasil eksperimeneksperimennya mengembangkan konsep atom dari Demokritus yang kemudian mengemukaan teori tentang atom. Secara garis besar teori atom Dalton dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Atom merupakan bagian terkecil dari suatu zat yang tidak bisa dibagi lagi. 2. Atom-atom penyusun zat tertentu memiliki sifat yang sama. 3. Atom unsur tertentu tidak bisa berubah menjadi atom unsur lain. 4. Dua atom atau lebih dapat bersenyawa (bereaksi) membentuk molekul. 5. Dalam reaksi kimia perbandingan antara atom-atom penyusunnya mempunyai perbandingan yang tertentu dan sederhana. 6. Dalam reaksi kimia pada dasarnya terjadi penyusunan kembali atom-atom penyusun zat. 2. Teori atom Thomson Pada tahun 1897, JJ.Thomson mengemukakan suatu model atom, yaitu: “atom merupakan bola padat dengan diameter 10-10 m mempunyai muatan positif yang terbagi merata keseluruh isi atom. Muatan ini dinetralkan oleh electron-elektron yang tersebar diantara muatan atom itu”. Thomson menyatakan nilai perbandingan antara muatan dengan massa electron (e/m), yaitu: e/m = 1,7588.1011C.Kg-1 pernyataan nilai perbandingan e/m diteruskan oleh R.A.Milikan dengan suatu percobaan untuk mengukur muatan dan massa electron, diperoleh hasil, yaitu: a. Muatan electron, e = 1,602192.10-19C b. Massa electron, m = 9,109.10-31kg 3. Teori atom Rutherford 1. Pada atom muatan positif dan sebagian besar massa atom terpusat pada suatu titik, yaitu di tengah-tengah atom yang kemudian disebut inti atom. 2. Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruang kosong, yang ditunjukkan oleh banyaknya partikel alpa yang diteruskan dalam percobaan Rutherford. 3. Di luar inti pada jarak relatif jauh, elektron bergerak mengelilingi inti dalam lintasan-lintasan seperti planet-planet mengitari matahari dalam sistim tata surya. Gaya tarik menarik antar inti dan electron sama besar dengan gaya sentripetal yang bekerja pada electron, dapat dituliskan secara matematis: F = k.e2/r2 = m.v2/r Sehingga besar energy kinetic, energy potensial, dan energy total electron adalah: Dimana Ek = ½ mv2 Maka Ek = k.e2/2.r Ep = - k.e2/r Et = Ek + Ep = k.e2/2.r - k.e2/r = - k.e2/2.r tanda negatif menandakan, untuk mengeluarkan electron dari lintaran memerlukan energy. Et bertambah maka r makin besar juga. Dimana k = konstanta dielektrik = 9.109 Nm2/C2 e = muatan electron = 1,6.10-19 C r = jari-jari lintasan electron (m) Meskipun model atom Rutherford lebih baik dari model atom Thomson, tetapi model atom Rutherford memiliki kelemahan-kelemahan yaitu sebagai berikut. a. Model atom Rutherford tidak bisa menjelaskan tentang kestabilan atom. Berdasarkan hukum Coulomb antara elektron dan inti mengalami gaya Coulomb yang berfungsi sebagai gaya sentripetal sehingga mengalami percepatan. Menurut teori Maxwell percepatan muatan listrik akan memancarkan gelombang elektromagnetik, sehingga energi elektron total elektron (E) akan semakin berkurang dan jari-jari orbitnya akan semakin mengecil sehingga lintasan elektron berbentuk spiral yang menunjukkan ketidakstabilan inti atom. b. Model atom Rutherford tidak mampu menjelaskan terjadinya spektrum garis yang merupakan ciri dari atom gas yang berpijar, yang seharusnya menurut teori atom Rutherford karena elektron memiliki gerakan spiral maka spektrum yang dihasilkan merupakan spektrum yang kontinu tetapi kenyataannya spektrum diskontinu. 4. Teori atom Bohr Pada tahun 1913, Niels Bohr menyusun model atom hydrogen berdasarkan model atom Rutherford dan teori kuantum Model atom bohr berdasarkan 2 postulat, yaitu sebagai berikut a. Elektron mengelilingi inti mempunyai lintasan tertentu yang disebut lintasan stasioner, dan tidak memancarkan/ menyerap energy. Lintasan ini mempunyai momentum anguler. m.v.r = n.h/2p dengan n = bilangan kuantum utama (n =1,2,3,4,….) h = tetapan plank = 6,62.10-34Js m = massa electron = 9.10-31 kg v = kecepatan gerak electron (m/s) r = jari-jari lintasan electron (m) b. Dalam tiap lintasan electron memiliki tingkat energy tertentu. Electron akan menyerap energy foton yang besarnya hf bila transisi terjadi dari lintasan dalam keluar. Sebaliknya bila transisi terjadi dari lintasan luar kedalam, electron akan memancarkan energy foton. Bila electron berpindah (transisi) dari luar kedalam, maka electron memancarkan energy foton sebesar: Eluar – E dalam = hf Dari postulat pertama bohr di dapat jari-jari lintasan electron yaitu: rn = n2.r1 r1 = 5,3.10-11 m = 0,53 Ao n = 1,2,3,……… rn = jari-jari lintasan electron pada orbit ke-n dari postulat kedua bohr didapat besarnya energy electron pada masing-masing lintasannya, yaitu: En = E1/n2 Dengan E1 = energy tingkat dasar = -13,6 eV SPEKTRUM ATOM HIDROGEN Bila electron berpindah (transisi) dari lintasan nB ke nA, maka electron memancarkan energy foton sebesar: EB – E A = hf Dimana f = c/l dan E1 = -13,6 eV dan persamaan En = E1/n2 Maka 1/l = R ( 1/nA2 - 1/nB2 ) Dengan R = tetapan Rydberg = 13,6eV/h.c = 1,097.107 m-1 nA = lintasan yang dituju nB = lintasan luar untuk nA = 1, dan nB =2,3,4,…. ® deret lyman (ultraviolet) nA = 2, dan nB = 3,4,5,…. ® deret balmer (sinar tampak) nA = 3, dan nB = 4,5,6,…. ® deret Paschen (sinar infra merah pertama) nA = 4, dan nB = 5,6,7,…. ® deret bracket (sinar infra merah kedua) nA = 5, dan nB = 6,7,8,…. ® deret Pfund (sinar infra merah ketiga) a. Untuk mencapai panjang gelombang maksimum (frekuensi minimum), maka nB = nA +1 b. Untuk mencapai panjang gelombang minimum (frekuensi maksimum), maka nB = ~ c. Untuk mencapai panjang gelombang pada tinkat n = 1,2,3,… maka nB = nA+n Kelemahan model atom Bohr yaitu : 1. Lintasan orbit elektron sebenarnya sangat rumit, tidak hanya berbentuk lingkaran atau elips saja. 2. Model atom Bohr hanya dapat menjelaskan dengan baik untuk atom hidrogen, akan tetapi tidak dapat menjelaskan dengan baik untuk atom-atom berelektron banyak (atom kompleks). 3. Model atom Bohr tidak dapat menjelaskan tentang terjadinya efek Zeeman, yaitu terpecahnya spectrum cahaya jika dilewatkan pada medan magnet yang kuat. 4. Model atom Bohr tidak dapat menjelaskan terjadinya ikatan kimia dengan baik. Contoh soal 1. Tentukan panjang gelombang terpendek deret Balmer atom hidrogen jika konstanta Rydberg R = 1,097× 107 m-1! nA = 2 nB = ~ maka 1/l = R ( 1/nA2 - 1/nB2 ) 1/l = 1,097.107 ( 1/22 - 1/~2 ) l = 3,65.10-8m Klik Di Sini BONUS VIDEO NARUTO