VII. Fisika Atom

VII.         Fisika Atom

·         Teori – teori atom

1.    Dalton:          a. Atom merupakan partikel terkecil dari suatu zat

b. Atom – atom suatu zat tidak dapat diuraikan menjadi partikel yang lebih kecil

c. Atom suatu unsur tidak dapat tidak dapat diubah menjadi unsur lainnya

d. Atom – atom suatu unsur identik, artinya mempunyai bentuk, ukuran, dan massa yang sama

e. Atom suatu zat berbeda sifat dengan atom zat yang lain

f. Dua atom atau lebih yang berasal dari unsur yang lain dapat membentuk suatu senyawa

g. Pada suatu reaksi atom – atom bergabung menurut perbandingan tertentu

h. Bila dua atom membentuk dua macam senyawa atau lebih, maka perbandingan atom – atom yang sama dalam kedua senyawa itu sederhana 

Kelemahan:        1. atom tidak dapat dibagi lagi bertentangan

dengan eksperimen

2. dalton tidak membedakan pengertian atom

dengan molekul

3. atom merupakan bola kecil yang keras dan

padat bertentangan dengan eksperimen JJ.

Thomson dan Faraday

2.    JJ. Thomson:          a. Atom merupakan suatu bola yang mempunyai

muatan positif yang terbagi merata ke seluruh isi

atom

b. muatan atom positif ini dinetralkan dengan elektron – elektron yang tersebar di antara muatan positif dengan jumlah yang sama

Kelemahan:  bertentangan dengan eksperimen Rutherford dengan hamburan sinar alfa ternyata muatan positif tidak merata namun terkumpul menjadi satu yang disebut dengan inti atom.

3. Rutherford:              a. atom terdiri dari muatan positif, dan sebagian besar

massa atom terkumpul di tengah – tengah atom

disebut dengan inti atom

b. di sekeliling inti atom terdapat elektron yang mengitari inti pada jarak yang relatif jauh

c. muatan inti atom sama dengan muatan elektron yang mengelilingi inti, sehingga atom bersifat netral

Tahun 1885 Johan Jakob Balmer menemukan rumus yang dapat menjelaskan spektrum hidrogen secara empiris. Rumus tersebut dapat menjelaskan panjang gelombang yang dipancarkan hidrogen

 

Kelemahan:  1. model atom ini tidak dapat menunjukkan kestabilan atom

2. model atom ini tidak dapat menunjukkan bahwa spektrum atom atom hidrogen adalah spektrum garis tertentu

4. Ket: = massa electron = kecept ketika mengorbit = jari-jari orbit = konstanta Plank = 1,2,3,4...(bil kuantum utama)

   Bohr:             a. Elektron berputar mengelilingi inti pada lintasan tertentu                           dalam keadaan stasioner

 

b. Elektron dapat berpindah dari satu atom ke atom yang lain

			Ket: = energi electron pada kulit atom mula – mula = energi elektron pada kulit atom terakhir

 

Jika E_i lebih besar dari E_f, atom akan memancarkan foton. Sedangkan jika E_f lebih besar dari E_i, atom akan menyerap foton.

Keunggulan: Teori ini dapat menerengkan banyak aspek dari gejala atomik, seperti garis spektrum emisi dan absorpsi dari atom hidrogen

Kekurangan:

1. terpecahnya garis spektrum jika suatu atom berada dalam medan magnetik atau sering disebut dengan efek Zeeman
2. adanya spektrum garis yang dipancarkan oleh atom berelektron banyak
3. cara menggambarkan elektron – elektron yang bergerak mengitari inti dalam orbit yang berbentuk lingkaran

5. Mekanikan Kuantum

Dikembangkan oleh Louis de Broglie, Wolfgang Pauli, Erwin Schordinger, Werner Heisenberg. Dalam teori ini untuk dapat menentukan kedudukan elektron dalam suatu atom digunakan empat bilangan atom yaitu: bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum orbital atau azimuth (l), bilangan kuantum magnetik (m_l), bilangan kuantum spin (m_s).

ü  Bilangan kuantum utama

Menyatakan besar energi total elektron atau tingkat energi utama dalam kulit atom dan menyetakan besarnya jari – jari rata – rata atom

Besar energi total elektron:

ü  Bilangan kuantum orbital

Menyatakan besar momentum angular (sudut) orbital elektron

Besar momentum sudut:

ü  Bilangan kuantum magnetik

Menyatakan arah momentum anguler elektron

ü  Bilangan kuantum spin

Menyatakan arah perputaran elektron terhadap sumbunya. Nilai bilangan kuantum spin ada dua yaitu =  untuk perputaran ke kanan dan =untuk perputaran ke kiri. Untuk bilangan kuantum spin dengan = maka dilambangkan dengan tamda panah ke atas. Sedangkan untuk =dilambangkan dengan tanda panah ke bawah.

·         Spektrum Emisi dan Absorpsi

Merupakan bukti adanya tingkat – tingkat energi dalam atom

a.    Spektrum Emisi

Dihasilkan oleh pemancar gelombang yang memancarkan gelombang elektro magnetik. Spektrum emisi ada tiga macam yaitu:

Ø  Spektrum garis

Dihasilakn oleh gas bertekanan rendah yang dipanaskan. Terdiri dari garis – garis cahaya monokromatik dengan panjang tertentu.  Panjang gelombang cahaya yang terdapat di spektrum merupakan karakteristik dari unsur tersebut. Adanya pemanasan atom gas akan menyerap energi sehingga berada pada keadaan tereksilasi. Dlam keadaan tersebut atom tiidak stabil dan akan berusaha ke keadaan dasar dengan memancarkan foton berupa gelombang elektromagnetik.

Ø  Spektrum Pita

Dihasilkan oleh gas dalam keadaan molekuler. Spektrum yang dihasilkan berupa kelompok – kelompok garis yang sangat rapat sehingga membentuk pita - pita

Ø  Spektrum Kontinu

Merupakan spektrum yang terdiri atas cahaya dengan semua panjang gelombang, walaupun dengan intensitas yang berbeda. Dihasilkan oleh zat cair, zat padat dan gas yang berpijar, atau gas yang bertekanan tinggi yang berpijar. Zat – zat tersebut berpijar karena memiliki atom – atom yang berjarak relatif satu antar atom, sehingga saling berinteraksi. Hal tersebut berakibat tingkat – tingkat energi atom bergeser untuk memenuhi aturan Pauli.

b.    Spektrum Absorpsi

Merupakan spektrum yang terjadi karena penyerapan panjang gelombang tertentu dari suatu cahaya. Terdiri atas sederetan gari hitam pada spektrum kontinu. Penyerapan terhadap panjang gelombang tertentu pada foton yang memiliki energi tepat sama dengan selisih energi antara tingkat eksitasi dengan tingkat dasar.

Rumus – Rumus:

                                                                                               

				Ket: = muatan electron = jari – jari lintasan electron = Energi Potensial = Energi Kinetic = bilangan kuantum = panjang gelombang = tetapan Planck