MODEL-MODEL ATOM

Oleh : Fathur Rosi, S.Pd.(13708259038)PSn IPA 2Mata kuliah: FisikaDosen Pengampu: Prof.Jumadi

ATOM, BERASAL DARI BAHASA YUNANI “ATOMOS” YANG BERARTI “TIDAK DAPAT DIPOTONG” ATAU ”TIDAK DAPAT DIBAGI”. KATA INI DICETUSKAN PERTAMA KALI OLEH SEORANG FILSUF YUNANI KUNO SEKITAR 2000 TAHUN YANG LALU YANG BERNAMA DEMOKRITUS. DIA MENYIMPULKAN BAHWA ZAT TIDAK DAPAT TERUS DIBAGI MENJADI BAGIAN YANG LEBIH KECIL; SUATU SAAT AKAN DIPEROLEH BAGIAN ZAT YANG PALING KECIL YANG TIDAK DAPAT DIBAGI LAGI

YANG KEMUDIAN DISEBUT SEBAGAI… ATOM

PENGERTIAN ATOM

PERKEMBANGAN MODEL ATOM

JOHN DALTON (1766-1844)

JJ. THOMSON( 1856 - 1940 )

ERNEST RUTHERFORD(1871-1937)

Niels Bohr

MODEL ATOM DALTON• Atom merupakan zat yang tidak dapat dibagi-bagi.

• Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi unsur

lain.

• Bila atom-atom bergabung akan membentuk molekul.

Bila atom-atom yang bergabung sama membentuk

molekul Unsur, sedangkan bila atom-atom yang

bergabung berbeda akan terbentuk molekul Senyawa.

• Reaksi kimia terjadi karena adanya pemisahan dan

penggabungan atom-atom. (Jumlah Massa sebelum

reaksi = Jumlah massa sesudah reaksi)

• Pada peristiwa reaksi kimia jumlah atom-atom yg

terlibat dalam penyusunan zat punya perbandingan

berupa bilangan bulat sederhana.

• Kelebihan model atom Daltonmulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom.

• Kelemahan Atom DaltonModel atom tidak menyinggung kelistrikan

• Kegagalan Atom DaltonPernyataan Atom tidak dapat dibagi lagi digagalkan dengan ditemukannya elektron-proton- neutron bagian dari atom

Kelebihan dan kekurangan model atom Dalton

MODEL ATOM THOMSONThompson melakukan percobaan lampu tabungMenghasilkan teori yaitu:1. Atom bukan sebagai partikel terkecil dari

suatu benda2. Atom berbentuk bola pejal,dimana terdapat

muatan listrik positif dan negative yang tersebar merata di seluruh bagian seperti roti kismis.

3. Pada atom netral jumlah muatan listrik negatif sama dengan jumlah muatan listrik positif

4. Masa elektron jauh lebih kecil dibandingkan dengan masa atom

Kelebihan dan kelemahan Model Atom Thomson

• Kelebihan model atom ThomsonMembuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur

• Kelemahan Atom ThomsonTidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom.

MODEL ATOM RUTHERFORD

• Eksperimen yang dilakukan Rutherford adalah penembakan lempeng Emas tipis dengan partikel alpha

• Bila berkas hamburan sinar α ditembakkan pd lempeng emas, maka sinar yg keluar dari lempeng mengalami hamburan. Dapat diamati pada cahaya terang & gelap di layar pendar .

• Sebagian besar partikel sinar α dpt tembus karena melalui daerah hampa.

• Partikel α yg mendekati inti atom dibelokkan karena mengalami gaya tolak inti.

• Partikel α yg menuju inti atom dipantulkan karena inti bermuatan positif & sangat masif.

MODEL ATOM RUTHERFORD (Lanjutan)

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

• Elektron bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti atom seperti lintasan tata surya

• Atom bersifat netral, jumlah muatan inti = jumlah muatan elektron yang mengelilingi inti

• Sebagian besar dari atom adalah ruang hampa.• Dalam Reaksi kimia, hanya elektron pada kulit

terluar saja yang saling mempengaruhi, sedangkan inti atom tidak mengalami perubahan

• Kelemahan Atom Rutherford

Teori atom Rutherford menganggap elektron memancarkan energi ketika berputar-putar mengelilingi inti sehingga lama-kelamaan jari-jari lintasannya mengecil sebelum akhirnya menyatu dengan inti atom. HAL INI TIDAK PERNAH TERJADI

Tidak dapat menerangkan spektrum diskrit atom hidrogen

Tidak dapat menerangkan struktur stabil atom

Kelebihan dan kelemahan model atom Rutherford• Kelebihan Atom Rutherford

Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti

• Th 1885 J.J Balmer menemukan formulasi empiris dari 4 garis spektrum atom hidrogen.

• Setelah Balmer, banyak ahli fisika yang berhasil melakukan percobaan, sehingga tersusunlah formulasi deret-deret sbb:

SPEKTRUM ATOM HIDROGEN

1. Deret Lyman (Deret Ultraungu )

2. Deret Balmer (Deret Cahaya Tampak)

3. Deret Paschen (Deret inframerah I)

R = Konstanta Rydberg = 1,097 x 107 m-1

4. Deret Brackett (Deret inframerah II)

5. Deret Pfund (Deret inframerah III)

E = 0

Lyman series Balmer series Paschen series Brackett seriesn = 1

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5n = 6n =

Series limit

Deret LymanElektron pindah ke n =1Spektrum yang dihasilkan cahaya ultra violet

Deret BalmerElektron pindah ke n = 2Spektrum yang dihasilkan cahaya tampak

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

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

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

1 1 1 = R - l n2 m2

n = bilangan kwantum elektron pindah

m = bilangan kwantum elektron sebelum pindah

n = 2

n = 1

n = 3

n = 4

n = 5

n = 6

n = 7

Latihan soal1. Tentukan panjang gelombang terpanjang

deret Balmer!2. Tentukan panjang gelombang terpendek

deret Balmer!3. Tentukan panjang gelombang terpanjang

deret Brackett!4. Tentukan panjang gelombang terpendek

deret Brackett!

Kelemahan dari Rutherford diperbaiki oleh Niels Bohr dan menyusun Teori Atomnya

TEORI ATOM NIELS BOHR

1. Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron yang bermuatan negatif di dalam suatu lintasan.

2. Elektron yang bergerak tidak melepas dan tidak menyerap energi.

3. Elektron bergerak pada lintasan tertentu dan lintasannya diberi nomor 1, 2, 3, ….. Dan diberi lambang K, L, M, …..

4. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain dengan cara melepas dan menyerap energi.

MODEL ATOM BOHRMODEL ATOM BOHRPada tahun 1913, Niels Bohr

mengemukakan teori baru mengenai struktur dan sifat atom. Teori atom Bohr pada prinsipnya menggabungkan teori kuantum Planck dan teori atom dari Rutherford yang dikemukakan pada tahun 1911.

MODEL ATOM BOHRMODEL ATOM BOHRModel atom Bohr

dinyatakan dalam postulat-postulat berikut :

1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti

2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.

3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck,ΔE = hv

4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut

Keterangan :m = massa elektron (kg)V = kecepatan linear elektron (m/s) r = jari-jari lintasan electron (m)n = nomor kulit atau bilangan kuantum

utama (n=1,2,3…) h = konstanta Planck = 6,62.10-34 J.s

• Pada lintasan stasioner, elektron mengorbit tanpa memancarkan energi.

• Lintasan stasioner ini mempunyai momentum anguler sebesar:

• Elektron akan berpindah lintasan ke lintasan yang lebih tinggi apabila menerima energi

• Elektron berpindah kelintasan lebih randah dengan memancarkan energi

Maka energi yang diserap/dipancarkan pada saat elektron pindah:

• Keterangan :EA = energi elektron pada lintasan dengan

bilangan kuantum A (joule)Eb = energi elektron pada lintasan dengan

bilangan kuantum B (joule)f = frekuensi yang dipancarkan atau diserap

(Hz)

Kelebihan dan Kelemahan teori atom Bohr

Kelebihan dari teori atom Bohr adalah Bohr dapat menerangkan bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.

• Kelemahan dari teori atom Bohr adalah tidak dapat menerangkan atom berelektron

banyak, tidak dapat menerangkan pengaruh medan magnet terhadap spektrum atom (kelemahan ini dapat diperbaiki oleh Zeeman, yaitu setiap garis pada spektrum memiliki intensitas dan panjang gelombang yang berbeda),

tidak dapat menerangkan kejadian ikatan kimia.

Model Atom Mekanika Kuantum• Model atom mekanika kuantum

dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).• Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari

Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.

• Sebelum itu juga Louis de Broglie, fisikawan Perancis mengemukakan hipotesisnya tentang dualisme gelombang –partikel yang dimiliki oleh cahaya dan benda.

Persamaan Schrodinger:

• Elektron menempati lintasan yang tidak pasti sehingga elektron berada pada berbagai jarak dari inti atom dan berbagai arah dalam ruang.

• Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit. Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.

CIRI KHAS MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG

• Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi dari kebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)

• Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)

• Posisi elektron sejauh 0,529 Angstrom dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi boleh jadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron

Kelemahan Model Atom Modern Persamaan gelombang Schrodinger hanya dapat diterapkan secara eksak untuk partikel dalam kotak dan atom dengan elektron tunggal

No. Gambar Teori Atom Penjelasan

1. Teori atom - atom bagian terkecil suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi

- atom-atom suatu unsur sama dalam segala hal, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain

- atom tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan

- pada reaksi kimia terjadi penggabungan dan pemisahan atom

- senyawa adalah hasil reaksi atom-atom penyusunnya

2. JJ. Thomson - dalam atom terdapat elektron tersebar merata dalam bola muatan +

- disebut model atom roti kis mis roh bola muatan + kismisnya elektron tersebar merata

Perbandingan model atom

No. Gambar Teori Atom Penjelasan

3. Rutherford Atom terdiri atas inti yang menjadi pusat atom dan muatan positifnya, sedang elektron berputas di sekelilingnya.tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak tertarik pada inti. Dalam inti atom terdapat proton dan neutron. Dasar pemikirantentang spektrum unsur.

4. Niels Bohr 1. Elektron dalam atom bergerak melalui lintasan yang merupakan tingkat energi tertentu, dengan demikian elektron juga mempunyai energi tertentu

2. Selama bergerak dalam lintasannya elektron tidak memancarkan energi disebut keadaan stationer atau dasar.

3. Elektron dalam atom dapat menyerap energi dan pindah ke lintasan/tingkat energi yang lebih tinggi (disebut eksitasi atau promosi).

5. Modern (Mekanika Gelombang)

Dasar pemikiran: materi mempunyai sifat gelombang. Elektron-elektron yang bergerak dalam atom juga mempunyai sifat gelombang. Sehingga kedudukan elektron tidak jelas. Kita hanya dapat berbicara tentang kebolehjadian untuk menemukan suatu elektron pada berbagai jarak dari inti dan pada berbagai arah dalam ruang. Daerah-daerah dalam atom dengan kebolehjadian menemukan elektron paling besar disebut orbital bukan orbit.

SOAL - SOALPilihlah salah satu jawaban yang tepat!

1. Pernyataan berikut yang termasuk teori atom menurut

Dalton adalah…

a. Bagian terkecil suatu atom adalah elektron

b. Elektron dari suatu unsur sama dengan elektron dari

unsur lain

c. Sebagian besar massa atom terkumpul pada intinya

d. Atom dari suatu unsur dapat bergabung dengan atom

unsur lain

e. Atom – atom dari unsur-unsur sama mempunyai sifat

berbeda

d

2. Pernyataan berikut ini berhubungan dengan model atom Thomson, kecuali...a. atom bukan partikel terkecil dari suatu bendab. muatan positif tersebar merata dalam isi atomc. elektron dalam atom tersebar merata diantara

muatan positifd. elektron adalah bagian dari atom yang bermuatan

negatife. elektron mempunyai massa yang sama dengan

massa muatan positif

e

3. Kesimpulan percobaan hamburan Rutherford adalah....a. partikel alfa hanya sedikit yang dipantulkan

oleh atom emasb. partikel alfa mempunyai daya tembus yang

besarc. atom dapat membelokkan partikel alfad. atom terdiri dari inti atom dan elektrone. atom terdiri dari muatan positif dan negatif

d

4. Dalam model atomnya, Bohr menganggap bahwa elektron-elektron ...a. didistribusikan secara seragam dalam keseluruhan

atomb. dilokasikan hanya dalam inti atomc. dilokasikan hanya dalam sejumlah orbit-orbit

tertentud. memancarkan cahaya ketika beredar dalam orbitnyae. memancarkan cahaya ketika berpindah dari orbit

dalam ke orbit luar.

c

5. Kelemahan model atom yang diusulkan oleh Niels Bohr adalah…a. Bertentangan dengan teori atom Dalton, bahwa

atom-atom suatu unsur identik b. Tidak dapat menjelaskan spektrum atom hidrogen c. Bertentangan dengan hukum-hukum fisika klasik

dari Maxwell d. Tidak dapat menghitung perubahan energi pada

proses perpindahan elektron dalam atom e. Tidak dapat menjelaskan atom berelektron banyake

6. Garis-garis spektrum Paschen dihasilkan bila dalam atom hidrogen terjadi transisi electron dari tingkat yang lebih tinggi ke tingkat n = 3. Jika tetapan Rydberg = 1,097 x 107 m-1, maka panjang gelombang terbesar dari deret Paschen adalah.....a. 8,2 x 107 mb. 11,3 x 107 mc. 14,4 x 107 md. 16,7 x 107 me. 18,8 x 107 me

7. Bila elektron berpindah dari kulit N ke kulit L pada atom hidrogen dan R adalah konstanta Rydberg, maka panjang gelombang yang terjadi besarnya......a. 3/16Rb. 16/3Rc. 23/16Rd. 16/7Re. 2/R

b

8. Perbandingan panjang gelombang oleh transisi elektron dari kulit n = 3 dan n = 4 pada deret Balmer adalah.....a. 3 : 4b. 9 : 16c. 16 : 9d. 20 : 27e. 27 :20e

9. Sebuah atom akan memancarkan foton apabila salah satu elektronnya…a. mengalami transisi ke tingkat energi yang lebih

rendahb. mengalami eksitasi ke tingkat energi yang

lebih tinggic. meninggalkan atom itud. bertumbukan dengan elektron lainnyae. bertukar tingkat energi dengan atom yang lain

a

10. Gambar disamping menunjukkan diagram tingkat energi elektron dari sebuah atom hidrogen. Jika sebuah elektron membebaskan energi foton sebesar 2,55 eV, maka elektron tersebut berpindah lintasan dari...a. kulit ke 2 ke kulit ke 3b. kulit ke 2 ke kulit ke 4c. kulit ke 3 ke kulit ke 4d. kulit ke 4 ke kulit ke 2e. kulit ke 4 ke kulit ke 1d

Kunci Jawaban

1.d2. e3. d4. c5. e

6. e7. b8. e9. a10. d

Alhamdulillah…Tetap semangat belajarSemoga sukses...