Fisika Sekolah 3_Teori Atom | 21

Standar Kompetensi3. Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern.Kompetensi Dasar3.2 Mendeskripsikan perkembangan teori atom.

I. Indikator Materi Ajar1. Mendeskripsikan karakteristik model atom Dalton.2. Mendeskripsikan karakteristik model atom Thomson.3. Mendeskripsikan karakteristik model atom Rutherford.4. Mendeskripsikan karakteristik model atom Bohr.5. Memformulasikan kembali kuantisasi energi berdasarkan postulat-postulat Bohr.6. Menghitung energi yang dipancarkan/diserap elektron ketika berpindah dari satu tingkat ke tingkat lainnya.7. Menjelaskan terjadinya spektrum diskret pada model atom Bohr.8. Menghitung panjang gelombang garis-garis spektrum atom hidrogen.9. Menjelaskan empat bilangan kuantum.10. Menentukan konfigurasi elektron suatu unsur.

II. Materi AjarMateri yang akan diajarkan adalah perkembangan teori atom.

III. Materi Prasyarat1. Kinematika gerak2. Gelombang3. Kelistrikan4. Kemagnetan5. Hukum radiasi Planck

IV. Konsep Esensial1. Atom2. Elektron3. Proton4. Spektrum atom Hidrogen5. Tingkatan energi6. Bilangan kuantum7. Konfigurasi elektron

V. Peta Konsep

Benda/bahanMolekulDemokritusTunggalDalton(Senyawa, reaksi kimia)Unsur bahanThomson(Lucutan gas)Teori atom Thomson (elektron)Model atom ThomsonRutherford(percobaan hamburan sinar )Teori atom Rutherford(inti atom)Model atom rutherfordBohr(Postulat Bohr)Teori atom Bohr(Kuantisasi energi)ATOM

VI. Bagan Materi Ajar

Teori AtomTeori Atom DemokritusTeori Atom DaltonTeori Atom ThomsonTeori Atom RutherfordTeori Atom BohrSpektrum atom HidrogenDeret BalmerDeret LymanDeret BrackettDeret PaschenDeret PfundTeori AtomMekanika KuantumBilangan KuantumBilangan kuantum UtamaBilangan kuantum OrbitalBilangan kuantum MagnetikBilangan kuantum SpinKonfigurasi Elektron

VII. Aspek-aspek yang terkandung dalam meteri ajarNoMateriAspek Materi Ajar

KognitifAfektifPsikomotor

1Karakteristik teori atom Dalton

2Karakteristik teori atom Thomson

3Karakteristik teori atom Rutherford

4Karakteristik teori atom Bohr

5Kuantisasi momentum dan energi berdasarkan postulat-postulat Bohr-

6Energi yang dipancarkan/diserap elektron

7Spektrum diskret pada model atom Bohr

8Menghitung panjang gelombang garis-garis spektrum atom hidrogen.

9Bilangan kuantum

10Konfigurasi elektron suatu unsur

VIII. Uraian Materi AjarFISIKA ATOM

Semua benda tersusun dari zat-zat (materi). Zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang, bangunan dasar dari zat adalah molekul, molekul terdiri atas atom.

Gambar VIII.1DemokritusIstilah atom pertama kali diperkenalkan oleh Demokritus, seorang filusuf asal Yunani. Kata atom berasal dari kata Yunani atomos, yang berarti tidak dapat dipotong atau tidak dapat dibagi. Konsep Demokritus tersebut menjadi dasar para ilmuwan untuk melakukan penelitian tentang atom lebih dalam, sehingga munculah berbagai model atom. Suatu model atom akan diubah begitu informasi baru tentang atom berhasil dikumpulkan. Berikut adalah model-model atom yang telah dikemukakan oleh para ilmuwan.1. Teori Atom DaltonPada awal abad ke-19, John Dalton (1766-1844), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris mengembangkan suatu teori tentang atom, yang secara garis besar dapat dirangkum sebagai berikut.a) Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang tidak bisa dibagi lagi.b) Gambar VIII-2John DaltonAtom-atom suatu unsur memiliki sifat yang sama dan tidak dapat berubah menjadi atom unsur lain. Misalnya, atom besi tidak dapat berubah menjadi atom perak. c) Dua atom atau lebih dari unsur-unsur berlainan dapat membentuk suatu molekul. Misalnya, atom hidrogen dan atom oksigen bersenyawa membentuk molekul air (H2O).d) Pada suatu reaksi kimia, atom-atom berpisah kemudian bergabung lagi dengan susunan yang berbeda dari semula, tetapi massa keseluruhannya tetap. Gagasan ini sesuai dengan hukum Lavoisier yang berbunyi: massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi.e) Pada reaksi kimia, atom-atom bergabung menurut perbandingan tertentu yang sederhana. Gagasan ini sesuai dengan hukum Proust yang berbunyi: perbandingan berat unsur-unsur yang menyusun suatu senyawa selalu tetap.

Gambar VIII. 3Model atom DaltonDalam teori ini, Dalton menyebutkan bahwa atom adalah bagian terkecil dari suatu zat. Pernyataan inilah yang akhirnya dibuktikan salah oleh J.J. Thomson, melalui percobaan sinar katode. Dalam percobaannya, Thomson menemukan bahwa ada bagian dari zat yang lebih kecil dari atom, yaitu elektron.2. Teori Atom ThomsonPercobaan ThomsonThomson melakukan percobaan untuk mengukur perbandingan massa dan muatan (e/m) dengan menggunakan subuah tabung sinar katoda.

Gambar VIII. 4Tabung sinar katoda

Hampir semua udara di dalam tabung dikeluarkan sehingga tekanan udara dalam tabung kira-kira 0,01 mmHg. Kemudian antara katoda K dan anoda A diberi beda potensial sebesar V. Beda potensial ini mempercepat partikel-partikel bermuatan negatif yang keluar dari katoda menuju anoda. Kecepatan partikel keluar dari katoda (v) dapat dihitung berdasarkan fakta bahwa energi potensial listrik yang diterima partikel bermuatan e dari beda potensial V (Ep= eV), diubah menjadi energi kinetik elektron keluar dari katoda (Ek = mv2). Dengan demikian diperoleh persamaanEplistrik = EkeV = mv2(VIII-1)Dimana e, m, dan v berturut-turut adalah muatan, massa, dan kecepatan partikel negatif.Beberapa partikel berhasil melalui lubang anoda A membentuk berkas-berkas partikel tipis. Supaya berkas partikel dengan kecepatan v ini bergerak lurus menuju ke layar, maka di tengah tabung diletakkan keeping sejajar dengan kuat medan listrik E berarah ke atas dan elektromagnet dengan induksi magnetik B berarah masuk bidang tabung. Perangkat tersebut berfungsi sebagai selektor kecepatan, yang akan memberikan v =E/B. Jika dimasukkan ke persamaan (VIII-1)(VIII-2)(VIII-3)

Gambar VIII.5Jadi, dengan mengetahui nilai E, V, dan B untuk keadaan tanpa defleksi (simpangan) berkas, nilai e/m dari partikel negatif dapat ditentukan. Thomson mendapatkan bahwa nilai e/m tidak bergantung pada jenis logam katoda dan jenis gas dalam tabung. Dari sini Thomson menarik kesimpulan penting bahwa partikel-partikel sinar katoda adalah unsur pokok dari semua materi (zat), dan Ia menyebut partikel negatif ini dengan corpuscles. Yang sekarang dikenal sebagai elektron. Nilai e/m dari elektron yang diterima saat ini adalah e/m = 1,758803x1011 C/kg.

Teori Atom ThomsonDari percobaannya tersebut diatas, Thomson menyusun model atom sebagai berikut.a) Atom bukan merupakan bagian terkecil dari zat.b) Atom berbentuk bulat dengan muatan positif dan muatan negatif tersebar merata di seluruh bagian atom.c) Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif sehingga atom bersifat netral.d) Massa elektron jauh lebih kecil dari massa atom.Model atom Thomson ini mirip dengan kismis yang melekat pada roti, sehingga model ini dikenal sebagai model roti kismis (plum pudding model).

Gambar VIII. 6Model atom Thomson

Percobaan Milikan

Gambar VIII.7R. A. MilikanKemudian pada tahun 1909, seorang ahli fisika Amerika, Robert A. Milikan berhasil mengukur muatan listrik sebuah elektron. Dalam percobaannya dia menggunakan tetesan minyak yang dikenal dengan sebutan percobaan tetes minyak Milikan.Robert A. Millikan melakukan percobaan tersebut dengan menyimbangkan gaya-gaya antaragaya gravitasidan gaya listrikpada suatu tetes kecil minyak yang berada di antara dua buah pelatelektroda. Dengan mengetahui besarnya medan listrik, muatan pada tetes minyak yang dijatuhkan (droplet) dapat ditentukan. Dengan mengulangi eksperimen ini sampai beberapa kali, ia menemukan bahwa nilai-nilai yang terukur selalu kelipatan dari suatu bilangan yang sama. Ia lalu menginterpretasikan bahwa bilangan ini adalah muatan dari satu elektron e = 1,602 1019coulomb(satuan SI untuk muatan listrik).

Gambar VIII.8Diagram peralatan percobaan tetes minyak MilikanKarena muatan sebuah elektron e sudah diketahui, maka massa sebuah elektron dapat dihitung dari niali e/m Thomson.e/m = 1,758803 x 1011 C/kgm= (1,602 x 10-19 C) / (1,758803 x 1011 C/kg) 9,11 x 10-31 kg

3. Teori Atom RutherfordRutherford menggugurkan model atom Thomson dengan hasil percobaannya tentang hamburan partikel alfa (). Peralatan yang digunakan oleh Rutherford terdiri dari sumber partikel alfa yang berasal dari bahan radioaktif (misalnya batuan yang mengandung radium), pelat tipis terbuat dari emas (tebal 0,0004 cm), dan layar lingkaran yang dilapisi seng sulfat.

Gambar VIII.9Ernest RutherfordPartikel alfa adalah partikel bermuatan positif, bermassa relatif besar terhadap massa elektron. Sinar alfa yang dipancarkan memiliki karakteristik yang sama disegala aspek. Berdasarkan teori atom Thomson, seharusnya sinar akan mengalami peristiwa yang sama ketika menembus atom karena atom bermuatan negatif tersebar merata diseluruh bagian atom. Namun dalam pengujian ini, Rutherford mendapati hal-hal yang berbeda yaitu :a) Sebagian besar partikel alfa menembus lempeng sehingga menunjukkan bahwa sebagian besar ruang antaratom adalah hampa. b) Sebagian kecil partikel alfa mengalami penghamburan dengan sudut hamburan yang besar sehingga arahnya berbelok.c) Kira-kira 1/8000 bagian partikel alfa dipantulkan dengan sudut 90o. Hal ini menunjukkan adanya medan listrik yang kuat di sekitar inti. Jika muatan listrik positif tersebar seperti diusulkan Thomson, keadaan ini tidak akan terjadi.

Gambar VIII.10(a) Skema percobaan Rutherford, (b) Analisis RutherfordBerdasarkan tiga kesimpulan yang telah didapat dari percobaannya, Rutherford mengajukan model atom baru yang disebut model atom Rutherford, yang berbunyi sebagai berikut.1. Semua muatan positif dan sebagian besar massa atom berkumpul pada sebuah titik di tengah-tengah atom, yang disebut inti atom.2. Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruang kosong.3. Inti atom dikelilingi oleh elektron-elektron pada jarak tertentu. Elektron-elektron berputar pada lintasan-lintasan, seperti planet-planet yang mengelilingi Matahari dalam tata surya.

Gambar VIII.11Model atom Rutherford

Namun model atom Rutherford ini ternyata masih terdapat kelemahan, yang penjelasnnya sebagai berikut.Menurut teori gelombang elektromagnetik bahwa setiap partikel bermuatan yang bergerak akan memancarkan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Elektron pada atom menurut Rutherford bergerak mengelilingi inti dibawah pengaruh medan listrik yang ditimbulkan inti. Pada setiap saat elektron akan kehilangan energinya dan pada saat yang bersamaan pada elektron bekerja gaya tarik Coulomb yang arahnya menuju inti. Sehingga lintasan electron makin lama makin kecil dan akhirnya akan jatuh ke inti. Pada kenyataannya tidak ada electron dalam atom yang jatuh ke inti. Rutherford tidak bisa menjelaskan apa yang mencegah sehingga elektron dalam atom tidak jatuh ke inti. Hal lainnya seandainya lintasan elektron itu makin mengecil maka seharusnya atom akan memancarkan spectrum continue, namun bedasarkan hasil percobaan spektrum atom ternyata adalah diskrit.

Gambar VIII.12Kelemahan model atom Rutherford

4. Model Atom BohrSpektrum Atom HidrogenSpektrum diskrit atom dibuktikan secara matematis dan eksperimen oleh Balmer dkk melalui garis spektrum gas hidrogen. Balmer mengukur spectrum pada daerah cahaya tampak sedangkan Lyman mengukur spectrum atom Hidrogen pada daerah ultraviolet. Tiga orang lainnya yaitu Paschen, Bracket dan Pfund mengukur spectrum atom hydrogen pada daerah inframerah (IR) dan far infra red (FIR). Contoh spectrum atom Hidrogen dan spectrum atom Hg pada daerah cahaya tampak dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar VIII.13Spektrum diskrit atom hidrogen dan raksa

Harga harga panjang gelombang spectrum atom Hidrogen tersebut baik pada daerah cahaya tampak maupun lainnya menunjukan adanya keteraturan, sehingga dapat dibentuk formulasi matematis sebagai berikut.(VIII-4)Deret Lyman nf = 1 dan ni = 2,3,4,5, Deret Balmer nf = 2 dan ni =3,4,5, Deret Paschen nf = 3 dan ni = 4,5,6 Deret Bracket nf = 4 dan ni = 5,6,7 Deret Pfund nf = 5 dan ni = 6,7,8,

Gambar VIII.14Spektrum garis atom Hidrogen

Teori atom BohrRumus deret Balmer tersebut di atas, ia peroleh murni berdasarkan hubungan matematis tanpa ada alasan secara teori fisika sama sekali. Namun ternyata rumus deret balmer dapat dibuktikan secara teori fisika oleh Bohr. Selain itu, Bohr juga dapat menjelaskan kestabilan gerak elektron di dalam atom.Bohr memperbaiki gagasan Rutherford dengan menambahkan bahwa elektron elektron berada pada orbit orbitnya. Seperti planet-planet mengorbit matahari. Dimana tiap orbit hanya mungkin diisi oleh sejumlah elektron.Teori Bohr sebagian didasarkan pada mekanika klasik dan sebagian lagi pada pemikiran baru yaitu kuantum Planck-Einstein. Teori Bohr dinyatakan dalam bentuk postulat sebagai berikut.1. Elektron-elektron bergerak disekitar inti dalam orbit-orbit melingkar yang ditentukan oleh hukum Coulomb dan hukum Newton.2. Hanya orbit tertentu yang stabil. Elektron-electron tidak memancarkan energi elektromagnetik dalam orbit ini. Karena energi konstan terhadap waktu, maka ini disebut keadaan stasioner. 3. Spektrum garis dengan frekuensi f dipancarkan ketika electron loncat dari orbit mula-mula dengan energi Ei ke orbit akhir dengan energi Ef dimanahf = Ei - Ef (VIII-5)4. Ukuran kesetabilan orbit electron ditentukan oleh momentum angular electron sama dengan kelipatan integral dari h. mevr = n dengan n = 1,2,3,(VIII-6)Dengan menggunakan keempat postulat Bohr diatas, maka tingkat-tingkat energi yang diperkenankan berikut panjang gelombang yang diradiasikan oleh atom hidrogen dapat dihitung. Atom Hidrogen adalah atom yang paling sederhana dimana inti terdiri dari satu proton, dan satu electron bergerak mengelilingi inti. Antara elektron dan proton terjadi interaksi tarik menarik berupa gaya tarik Coulomb (Postulat 1). Energi total elektron tersebut ialahE = Energi kinetik + Energi potensial(VIII-7)Pada saat electron bergerak mengelilingi inti maka gaya Coulomb sama dengan gaya sentripetal.(VIII-8)Sehingga energi kinetic elektron adalah(VIII-9)Maka energi total elektron pada atom hidrogen adalah(VIII-10)Berdasarkan postulat Bohr yang keempat, kecepatan linier elektron ialah(VIII-11)Substitusikan persamaan (VIII-11) ke persamaan (VIII-9), maka diperoleh(VIII-12)atau(VIII-13)Karena seluruh nilai pada persamaan (VIII-13) sudah diketahui, maka diperolehrn = 0,5292 Ao n2rn = aon2(VIII-14)Persamaan tersebut menyatakan bahwa radius orbit elektron pada atom hidrogen terkuantisasi, dengan ao adalah jari jari Bohr 0,5292 Angstrum.Selanjutnya substitusikan persamaan (VIII-14) ke persamaan (VIII-11) dan persamaan (VIII-10), diperoleh(VIII-15)dan(VIII-16)Persamaan tersebut menyatakan bahwa energi total elektron pada atom hidrogen terkuantisasi atau energinya bertingkat tingkat.

n=4n=3E3 = -1,51 eVn=2E2 = -3,4 eVn=1E1 = -13,6 eVGambar VIII.15Tingkatan energiBerdasarkan postulat ketiga yaitu atom akan memancarkan energi apabila ada elektron loncat (bertransisi) dari tingkat energi tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah, besar energi yang dipancarkan ialah E = Ei - Ef (VIII-17)

Frekuensi radiasi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan ialahdengan memasukkan nilai k, e, c, ao, dan h akan diperoleh(VIII-18)Dengan R = 1,097x107 m-1 yang disebut konstanta Rydberg. Dan persamaan yang disusun Bohr ini dapat membuktikan deret Balmer dkk secara teori.

5. Model Atom Mekanika Kuantum Teori atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Louis de Broglie, Wolfgang Pauli, Erwin Schrodinger, dan Werner Heisenberg. Merekalah yang mencoba menyelidiki kelemahan-kelemahan teori atom Bohr. Sebagai contohnya, de Broglie dengan mudah dapat menjelaskan kuantisasi momentum ketika elektron-elektron bergerak mengelilingi inti atom. Teori atom mekanika kuantum, dengan mudah menggambarkan kedudukan elektron dalam atom berlektron banyak sesuai dengan tingkat energinya masing-masing.Dalam teori mekanika kuantum, untuk menentukan kedudukan elektron-elektron dalam suatu atom digunakan empat bilangan kuantum, yaitu : bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum orbital atau azimuth (l), bilangan kuantum magnetic (m), dan bilangan kuantum spin (s).a. Bilangan Kuantum UtamaBilangan kuantum utama merupakan bilangan yang menyatakan tingkat energi elektron pada atom dan sesuai dengan bilangan kuantum n pada teori atom Bohr. Berdasarkan teori atom, energi elektron pada sebuah atom memenuhi persamaan:

Z = nomor atomn = Bilangan kuantum utama (n=1,2,3,4,5...)Kedudukan elektron yang berkesesuaian dengan tingkatan energi elektron dinyatakan dengan kulit atom, yang dilambangkan dengan K, L, M, N, O, dan seterusnya. Berikut merupakan tabel hubungan bilangan kuantum utama dengan kulit atom.Kulit AtomKLMNODst

Bilangan kuantum utama12345Dst

b. Bilangan Kuantum Orbital (l)Bilangan kuantum orbital atau bilangan kuantum azimut merupakan bilangan yang menyatakan besar momentum sudut elektron dan juga menyatakan sub kulit atom. Momentum sudut elektron terhadap sumbu inti atom dapat ditentukan melalui persamaan.hl = Bilangan kuantum orbital (dari 0 sampai n-1)Sub kulit atau dinyatakan secara berturut-turut dengan huruf s, p, d, f, g, dan seterusnya, yang berkesesuaian dengan bilangan kuantum orbital. Berikut merupakan tabel hubungan bilangan kuantum orbital dengan kulit atom.Bilangan Kuantum Orbital012345...

Nama KulitsPdfGh...

Nama sub kulit tersebut berdasarkan pada klarifikasi empiris dari spektrum, misalnya s dari sharp (tajam), p dari principal (utama), dan d dari difuse (kabur), f dari fundamental, dan seterusnya. Kombinasi dari bilangan kuantum utama (n) dengan bilangan kuantum orbital (l) digunakan untuk menyatakan keadaan atomik elektron yang dinyatakan dengan (n,l). Sebagai contoh, sub kulit s dari kulit pertama (K) dinyatakan dengan 1s (n=1, l=0). Berikut merupakan tabel lambang keadaan atomik elektron:I = 0I = 1I = 2I = 3I = 4l = 5

n = 11s

n = 22s2p

n = 33s3p3d

n = 44s4p4d4f

n = 55s5p5d5f5g

n = 66s6p6d6f6g7i

c. Bilangan Kuantum MagnetikDalam pembahasan tentang gerak rotasi, kita telah mengetahui bahwa momentum sudut merupakan besaran vektor, sehingga momentum sudut mempunyai besar dan arah. Jika besar momentum sudut elektron diyatakan dengan bilangan kuantum orbital, maka arah momentum sudut elektron dinyatakan dengan bilangan kuantum magnetik (ml). Bilangan Kuantum magnetik pula menyatakan orbital khusus tertentu yang ditempati elektron pada suatu sub kulit.Bilangan kuantum magnetik menetapkan arah momentum sudut dengan cara menentukan komponen momentum sudut dalam arah magnetik luar. Jika medan magnetik luar sejajar sumbu y, maka momentum sudut dalam arah y dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada nilai bilangan kuantum orbital, yaitu bilangan bulat mulai dari l sampai +l, termasuk nol.

d. Bilangan Kuantum Spin (ms)Elektron bergerak pada atom tidak hanya mengelilingi inti atom, melainkan berotasi terhadap sumbunya. Gerak rotasi ini dinamakan spin dan keadaan ini dinyatakan dengan bilangan kuantum spin (ms).Arah spin elektron tidak hanya mempunyai dua kemungkinan, yaitu searah dengan jarum jam atau berlawanan arah dengan jarum jam. Jika elektron mempunyai spin searah dengan jarum jam, maka menuju ke bawah, sedangkan elektron yang mempunyai spin berlawanan dengan jarum jam maka menuju ke atas.Karena spin elektron mempunyai dua kemungkinan, maka bilangan kuantum spin hanya memiliki dua nilai, yaitu (ms) = -1/2 (untuk spin ke atas) dan (ms) = +1/2 (untuk spin kebawah).Berdasarkan keadaan spin elektron tersebut, maka tentu tiap-tiap orbital elektron hanya ditempati oleh dua buah elektron. Kedua elektron tersebut harus mempunyai spin berlawanan, sehingga menghasilkan medan magnet yang berlawanan yang diperlukan untuk mengimbangi gaya tolak (gaya Coulomb) dari elektron-elektron yang terdapat dalam orbital tersebut.

6. Konfigurasi ElektronTiga prinsip yang menjadi dasar dalam menentukan konfigurasi elektron, yaitu:1) Pada atom stabil atau normal, elektron berada pada keadaan energi terendah yang mungkin.2) Prinsip Larangan Pauli.3) Aturan AufbauFriedrich Hund (1927), seorang ahli fisika dari Jerman mengemukakan aturan pengisian elektron pada orbital yaitu:orbital-orbital dengan energi yang sama, masing-masing diisi lebih dulu oleh satu elektron arah (spin) yang sama atau setelah semua orbital masing-masing terisi satu elektron kemudian elektron akan memasuki orbital-orbital secara urut dengan arah (spin) berlawanan. Contoh :1s22s22p3

1s22s22p4

a. Asas Larangan PauliMengapa semua elektron dalam sebuah atom tidak turun saja menempati tingkat 1s yang memiliki energi terendah? Jawabannya ditemukan oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1925, berdasarkan studinya terhadap trasnsisi yang ada dan yang diperkirakan hari tetapi tidak muncul dalam semua spektrum emisi atom. Bunyi asas larangan Pauli adalah Tidak ada dua elektron dalam sebuah atom yang dapat memiliki keempat bilangan kuantum yang persis sama.Asas ini mengatakan bahwa tidak ada dua elektron dalam sebuah atom dapat memiliki sekumpulan bilangan kuantum (n, l,) yang persis sama. Kedua elektron bisa saja memiliki tiga bilangan kuantum yang tepat sama (misalnya (n, l, dan tepat sama) tetapi satu bilangan kuantum lainnya (yaitu ) haruslah berbeda. Asas larangan Pauli merupakan aturan penting yang mengatur atom, dan kajian sifat-sifat atom hanya akan berhasil melalui pemahaman secara mendalam terhadap asas ini.Misal kita tinjau atom helium (Z = 2). Elektron pertama atom helium pada keadaan dasar memiliki himpunan bilangan kuantum (n = 1, l = 0,) . Elektron kedua bisa memiliki ketiga bilangan kuantum n, l, dan sama, tetapi bilangan kuantum keempat harus berbeda. Karena elektron pertama , maka elektron kedua haruslah .Asas larangan Pauli juga membatasi setiap orbital hanya mampu menampung maksimal 2 elektron, dan dalam satu orbital (disebut elektron berpasangan) harus memiliki spin dengan arah berlawanan. Mengapa elektron ketiga tidak bisa menempati orbital yang telah berisi elektron berpasangan? Jika elektron ketiga memasuki orbital, misalnya dengan spin searah dengan spin elektron pertama (Gambar 29), maka kumpulan keempat bilangan kuantum elektron ketiga persis sama dengan elektron pertama. Ini jelas melanggar asas larangan Pauli.

GambaVIII-18. Berdasarkan asas larangan Pauli maka satu orbital maksimum ditempati dua elektron. Kedua elektron haus memiliki spin yang berlawanan. Benar Salah

Asas laranga Pauli bersama dengan prinsip Aufbau, aturan Hund, serta orbital penuh dan setengah penuh, digunakan untuk menentukan kenfigurasi elektron untu atom-atom berelektron banyak. Konfigurasi elektron adalah gambaran tentang persebaran elektron-elektron ke dalam orbital-orbital kulit elektron. Berdasarkan konfigurasi elektron-elektron inilah dapat dibuat tabel periodic unsur-unsur yang bedasarkan perulangan sifat-sifat kimia dari unsur. Konfigurasi elektron dan pembuatan tabel periodic unsur-unsur akan Anda pelajari secara lebih terinci pada pelajaran kimia.

b. Aturan AufbauAzas Aufbau (berasal dari bahasa Jerman yang berarti membangun) menyatakan bahwa Pengisian elektron dimulai dari subkulit yang berenergi paling rendah dilanjutkan pada subkulit yang lebih tinggi energinya. Berdasarkan ketentuan tersebut maka urutan pengisian (kofigurasi) elektron mengikuti tanda panah pada gambar berikut!

(a) (b)Gambar VIII-19(a) Diagram Curah Hujan(b) Tingkat energi

DAFTAR GAMBAR

No. GambarNamaSumber

VIII-1Demokritushttp://kimsman1sbw.files.wordpress.com/2010/08/democritus_7.jpg

VIII-2John Daltonhttp://wal.nbed.nb.ca/sciencesettechnologies/pierrebrideau/dalton.jpg

VIII-3Model atom Daltonhttp://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2007/Vika%20Susanti/dalton/v_model_3.gif

VIII-4Tabung sinar katodahttp://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/MIRDA%20HANUM%20(060238)/Cathode_ray_tube.jpg

VIII-5Joseph John Thomsonhttp://www.magnet.fsu.edu/education/tutorials/pioneers/images/josephjohnthomson.jpg

VIII-6Model atom Thomsonhttp://2.bp.blogspot.com/_N6aomztWtpM/TOKHHbJwvaI/AAAAAAAAAH0/Mcl-KqXwiDk/s320/plumpudding.gif

VIII-7R. A. Milikanhttp://3.bp.blogspot.com/-bTSFv7zhgrs/Tem-m6rUDnI/AAAAAAAAADU/XOTromiCl_g/s1600/untitled.JPG

VIII-8Diagram peralatan percobaan tetes minyak Milikanhttp://reich-chemistry.wikispaces.com/file/view/milikan.gif/43886379/milikan.gifhttp://www.smakhzmusthafa.sch.id/wp-content/uploads/2011/08/Millikan-Oil-Drop-Experiment.jpg

VIII-9Ernest Rutherfordhttp://poojetz.files.wordpress.com/2011/02/ernestrutherford2.jpg

VIII-10(a) Skema percobaan Rutherford, (b) Analisis Rutherfordhttp://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2007/Vika%20Susanti/rutherford/Picture7.jpg

VIII-11Model atom Rutherfordhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/92/Rutherford_atom.svg/500px-Rutherford_atom.svg.png

VIII-12Kelemahan Model atom Rutherfordhttp://www.chem-is-try.org/wp-content/uploads/2009/04/lintasanspriral-150x150.jpg

VIII-13Spektrum diskrit atom hidrogen dan raksaDiktat kuliah Fisika Modern

VIII-14Spektrum garis atom Hidrogenhttp://3.bp.blogspot.com/_UUKYUSkpPM4/S8Q6CgtiWFI/AAAAAAAAABY/wtoJvOFFBNE/s1600/gbr+1soal+anorganik.bmp

VIII-15Tingkatan energiBuatan sendiri

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Percobaan_Millikanhttp://kimiadahsyat.blogspot.com/2009/06/sifat-dualisme-gelombang-materi.htmlhttp://www.yohanessurya.com/download/penulis/Nobel_05.pdfKanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA kelas XII. Jakarta: Erlangga.Purwoko. 2006. Fisika SMA Kelas XII. Jakarta: Yudhistira.Sinaga, Parlindungan. 2011. Fisika Modern. Bandung: __________Supiyanto. 2006. Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Phibeta.Umar, Efrizon. 2007. Fisika dan Kecakapan Hidup. Jakarta: Ganeca Exact.Sunardi, dkk. 2010. Fisika Bilingual untuk SMA/MA kelas XII. Bandung: Yrama Widya