PERKEMBANGAN TEORI ATOM

OLEH : -vicky amelia corinna

-maria ventcentciaSMA NEGERI 4 jakarta

IDENTITAS MATERI PEMBELAJARANIDENTITAS MATERI PEMBELAJARANStandar Kompetensi :Standar Kompetensi :

Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modernmodern

Kompetensi Dasar :Kompetensi Dasar :Mendeskripsikan perkembangan teori atomMendeskripsikan perkembangan teori atom

Indikator Pembelajaran :Indikator Pembelajaran :• Mendeskripsikan karakteristik teori atom Tomson, Rutherford, Niels Mendeskripsikan karakteristik teori atom Tomson, Rutherford, Niels

Bohr, dan Mekanika KuantumBohr, dan Mekanika Kuantum• Menghitung perubahan energi elektron yang mengalami eksitasiMenghitung perubahan energi elektron yang mengalami eksitasi• Menghitung panjang gelombang terbesar dan terkecil pada deret Menghitung panjang gelombang terbesar dan terkecil pada deret

Lyman, Balmer, dan Paschen pada spektrum atom Hidrogen.Lyman, Balmer, dan Paschen pada spektrum atom Hidrogen.Tujuan Pembelajaran :Tujuan Pembelajaran :• Siswa mampu menjelaskan teori atom ThomsonSiswa mampu menjelaskan teori atom Thomson• Siswa mampu menjelaskan teori atom RutherfordSiswa mampu menjelaskan teori atom Rutherford• Siswa mampu menjelaskan teori atom Niels BohrSiswa mampu menjelaskan teori atom Niels Bohr• Siswa mampu menjelaskan teori atom Mekanika KuantumSiswa mampu menjelaskan teori atom Mekanika Kuantum• Siswa mampu menentukan perubahan energi yang dialami Siswa mampu menentukan perubahan energi yang dialami

elektron saat bertransisi (berpindah orbit)elektron saat bertransisi (berpindah orbit)• Siswa mampu menjelaskan terjadinya deret Lyman, Balmer, dan Siswa mampu menjelaskan terjadinya deret Lyman, Balmer, dan

Paschen pada atom Hidrogen Paschen pada atom Hidrogen • Siswa mampu menjelaskan empat bilangan kuantum pada teori Siswa mampu menjelaskan empat bilangan kuantum pada teori

atom Mekanika Kuantumatom Mekanika Kuantum

TEORI ATOM THOMPSON

Atom terdiri atas muatan positif dan muatan negatif yang tersebar merata

di seluruh bagian atom (Plum Pudding Atomic Model)

MODEL ATOM RUTHERFORD

1. Sebagian besar dari atom berupa ruang kosong

2. Massa atom berpusat di inti

3. Elektron yang bermuatan negatif mengelilingi inti atom bermuatan positif karena gaya listrik antara keduanya

4. Rutherford membayangkan model tata surya sebagai gambaran orbit elektron dalam mengelilingi inti

LINTASAN ELEKTRON DALAM MODEL ATOM RUTHERFORD

INTI ATOM

ELEKTRON

Gaya listrik berlaku sebagai gaya sentripetal, sehingga elektron mendapat percepatan sentripetal.

Menurut teori Maxwell, partikel yang dipercepat akan mengeluarkan energi.

Elektron akan mengalami penurunan energi karena percepatan sehingga lama-kelamaan akan habis dan menyatu dengan inti atom.

MODEL ATOM BOHR1. Lintasan/Orbit Stasioner elektron, dimana

elektron berputar tanpa membebaskan energi

2. Energi elektron terkuantitasi :

3. Momentum sudut elektron terkuantitasi

4. Dimungkinkan elektron bertransisi dari orbit luar ke dalam atau sebaliknya.

eVn

En 2

6,13

LINTASAN / ORBIT ELEKTRON DALAM TEORI BOHR

KULIT K

KULIT L

KULIT M

Energi elektron terkuantitasi sebesar :

eVn2

6,13

E1 = -13,6 eVE2 = -3,40 eVE3 = -1,51 eVSemakin keluar orbit elektronEnerginya semakin tinggi

TRANSISI ELEKTRON DARI KULIT LUAR KE DALAM

KULIT K

KULIT L

KULIT M

PEMANCARAN ENERGIDALAM BENTUK

CAHAYA

TRANSISI ELEKTRON DARI KULIT DALAM KE LUAR

KULIT K

KULIT L

KULIT M

PENYERAPAN ENERGICAHAYA

DERET ATOM HIDROGEN

• Ketika elektron berpindah dari lintasan luar ke lintasan lebih dalam terjadi pelepasan energi dalam bentuk cahaya

• Spektrum cahaya yang dipancarkan bergantung dari selisih energi antara asal orbit dengan energi orbit tujuan

• Cahaya yang dipancarkan elektron dapat difoto dan dihasilkan deret atom hidrogen

n = 1

n = 2

n = 3

n = 4Spektrum Yang dihasilkan

Disebut Deret Lyman

DERET LYMAN

Warna hijau, biru, dan merah diatas hanya model, bukan

warna sebenarnya saat dihasilkan deret Lyman

n = 1n = 2n = 3n = 4

BEBERAPA NAMA DERET ATOM HIDROGEN

n = 5n = 6

n = ~n = 7

Deret Lyman(tujuan n = 1)

Deret Balmer(tujuan n = 2)

Deret Paschen(tujuan n = 3)

Deret Bracket(tujuan n = 4)

Deret Pfund(tujuan n = 5)

KELEMAHAN MODEL ATOM BOHR

1. Tidak mampu menjelaskan spektrum atom berelektron banyak (hanya cocok untuk monoatomik hidrogen)

2. Tidak mampu menjelaskan efek Zeeman, yakni terpecahnya spektrum atom hidrogen saat dipengaruhi medan magnet

3. Melanggar ketidakpastian Heisenberg

MODEL ATOM MEKANIKA MODEL ATOM MEKANIKA KUANTUMKUANTUM

Dalam model Bohr, hanya diperlukan satu identitas saja untuk Dalam model Bohr, hanya diperlukan satu identitas saja untuk menggambarkan bagaimana elektron mengitari inti atom. menggambarkan bagaimana elektron mengitari inti atom. Identitas itu adalah nomor kulit ‘Identitas itu adalah nomor kulit ‘nn’, yang menunjukkan:’, yang menunjukkan:- orbit elektron (kulit K, L, M, N, …)- orbit elektron (kulit K, L, M, N, …)- Energi total (Energi total (EEnn = -13,6/ = -13,6/nn22 eV) eV)- Momentum sudut elektron (Momentum sudut elektron (LL = = nhnh/2/2))- Jari-jari orbit (Jari-jari orbit (rrnn = = nn22 x 0,528 A x 0,528 Aoo))

MODEL ATOM BOHR ELEKTRON TUNGGAL

MODEL ATOM MEKANIKA KUANTUM ELEKTRON MAJEMUK

EMPAT BILANGAN KUANTUM UNTUK MEMERIKAN EMPAT BILANGAN KUANTUM UNTUK MEMERIKAN ORBIT ELEKTRON MENURUT TEORI ATOM ORBIT ELEKTRON MENURUT TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUMMEKANIKA KUANTUM

1. BIL KUANTUM UTAMA (n)

2. BIL KUANTUM ORBITAL (ℓ)

3. BIL KUANTUM MAGNETIK (mℓ)

4. BIL KUANTUM SPIN (ms)

EXIT

BILANGAN KUANTUM UTAMA (n)BILANGAN KUANTUM UTAMA (n)

** Menunjukkan nomor orbit, sama halnya Menunjukkan nomor orbit, sama halnya dengan model atom Bohr.dengan model atom Bohr.

** Perbedaannya :Perbedaannya :

M Bohr M Bohr EEnn = -13,6/ = -13,6/nn22 eV eV

M Mek Kuantum M Mek Kuantum EEnn = -13,6 Z = -13,6 Zefef//nn22 eV, eV,

dengan Z : nomor atom efektifdengan Z : nomor atom efektif** Model atom mekanika kuantum Model atom mekanika kuantum

membatasi bil kuantum n sebagai daerah membatasi bil kuantum n sebagai daerah kebolehjadian keberadaan elektron.kebolehjadian keberadaan elektron.

BILANGAN KUANTUM ORBITAL (ℓ)

• Menunjukkan besarnya momentum sudut elektron :

• Nilai ℓ yang mungkin : 0, 1, 2, …, (n – 1)• ℓ = 0 (subkulit s), ℓ = 1 (subkulit p), ℓ = 2 (subkulit

d), dan seterusnya• Dalam mekanika kuantum, bentuk orbit elektron

adalah ellips, dengan inti atom berada di salah satu titik fokus elips. Bentuk orbit berupa lingkaran adalah keadaan khusus dari bentuk umum ellips.

)1( L

Untuk n = 4, bilangan ℓ yang diperkenankan adalah ℓ = 0, 1, 2, 3.

Bagaimana bentuk orbit elektron untuk masing-masing sub kulit ?

ℓ = 0

ℓ = 1

ℓ = 2

ℓ = 3

BACK

BILANGAN KUANTUM BILANGAN KUANTUM MAGNETIK (mMAGNETIK (mℓℓ))

• Momentum sudut adalah besaran Momentum sudut adalah besaran vektor sehingga memiliki arahvektor sehingga memiliki arah

• Arah momentum sudut ditentukan Arah momentum sudut ditentukan oleh bilangan kuantum magnetikoleh bilangan kuantum magnetik

• Nilai mNilai mℓℓ yang mungkin : -ℓ,..., 0 ,.., +ℓ yang mungkin : -ℓ,..., 0 ,.., +ℓ

• Contoh: untuk ℓ = 3 (subkulit f) nilai Contoh: untuk ℓ = 3 (subkulit f) nilai mmℓℓ yang diperkenankan adalah -3, -2, yang diperkenankan adalah -3, -2,

-1, 0, +1, +2, +3-1, 0, +1, +2, +3

Arah momentum sudut dari gerak elektronDitentukan dengan aturan putaran sekrup sebagai berikut:

Arah L

Arah L

Untuk ℓ = 1, bagaimana arah momentum sudut yang mungkin?

Sumbu Z

mℓ = 0 L = 2 ħ

mℓ = 1 L = 2 ħ

mℓ = -1 L = 2 ħ

Komponen L pada arah sumbu z adalah Lz = mℓ ħ

Besar momentum sudut untuk masing-masing arah adalah sama

Lz = -ħ

Lz = 0

Lz = ħ

BACK

BILANGAN KUANTUM SPIN (mBILANGAN KUANTUM SPIN (mss))

• Selain berputar mengelilingi inti atom, Selain berputar mengelilingi inti atom, elektron juga berputar pada porosnya elektron juga berputar pada porosnya (rotasi elektron)(rotasi elektron)

• Bilangan yang menunjukkan arah rotasi Bilangan yang menunjukkan arah rotasi elektron disebut bilangan kuantum spinelektron disebut bilangan kuantum spin

• Dua kemungkinan arah rotasi elektron, Dua kemungkinan arah rotasi elektron, yaitu spin ke atas (ms = +yaitu spin ke atas (ms = +½) ½) dan spin ke dan spin ke bawah (ms = -bawah (ms = -½)½)

Besarnya momentum sudut akibat rotasi Besarnya momentum sudut akibat rotasi elektron (momentum sudut spin)elektron (momentum sudut spin)

Besarnya momentum sudut spin dari sebuah elektron:Besarnya momentum sudut spin dari sebuah elektron:

Momentum sudut spin juga terkuantitasiMomentum sudut spin juga terkuantitasi Komponen momentum sudut spin pada arah sumbu z Komponen momentum sudut spin pada arah sumbu z

juga hanya memiliki dua kemungkinan nilai, yakni : juga hanya memiliki dua kemungkinan nilai, yakni : Sz = +Sz = +½ħ dan Sz = ½ħ dan Sz = - -½ħ½ħ

)1(( ss mmS

Sumbu Z

ms = +½

ms = -½

Sz = +½

Sz = -½

Arah rotasi masuk bidang

Arah rotasi keluar bidang

MOMENTUM SPIN AKIBAT ROTASI ELEKTRON ADALAH TERKUANTITASI

BACK

EVALUASI1. Sebagian besar atom adalah ruang kosong dengan

massa atom terpusat di intinya. Elektron bergerak mengitari inti seperti planet-planet mengelilingi matahari. Ini adalah gambaran keadaan atom menurut teori....a. John Dalton

b. JJ. Thompson

c. Niels Bohr

d. Rutherford

e. mekanika kuantum

BENARSALAHSALAHSALAHSALAH

2. Bilangan kuantum yang menunjukkan besarnya momentum sudut elektron dalam teori atom mekanika kuantum disebut....

a. bilangan kuantum utama

b. bilangan kuantum magnetik

c. bilangan kuantum spin

d. bilangan kuantum orbital

e. bilangan kuantum azimuth

BENARSALAHSALAHSALAHSALAH

3. Teori atom Rutherford dan Bohr berbeda dalam menjelaskan....

a. distribusi massa atom

b. terjadinya efek Zeeman

c. kestabilan atom

d. jenis muatan inti atom

e. konfigurasi atom berelektron banyak

SALAHSALAHBENARSALAHSALAH

PENGETAHUAN MANUSIA TENTANG ATOM DIDAPAT DALAM KURUN WAKTU YANG PANJANG, TERUS

MENERUS, YANG KEMUDIAN MELENGKAPI YANG SEBELUMNYA