Spektrum Gelombang ElektromagnetikSpektrum Gelombang Elektromagnetik

Hubungan spektrum dengan elektronHubungan spektrum dengan elektron

• Berkaitan dengan energi energi gerak elektron dan energi cahaya.

Keadaan elektron : Saat arus dilewatkan melalui gas pada tekanan

rendah, EP atom-atom gas meningkat. Keadaan dasar (ground state) : posisi terendah suatu

atom Keadaan tereksitasi (excited state) : posisi atom saat

mempunyai EP lebih tinggi dari keadaan pada tingkat energi dasar.

Lampu Neon• Saat atom tereksitasi kembali ke keadaan dasar

memancarkan energi dalam bentuk radiasi EM

Cahaya putih Tersusun atas bermacam spektrum warna Jika dilewatkan prisma, akan terdispersi menjadi

spektrum warna penyusunnya.

Spektrum garis emisiSpektrum garis emisi

Ketika arus listrik dialirkan ke dalam tabung vakum yang

mengandung gas Hidrogen pada tekanan rendah

teramati emisi sinar kemerahan

Spektrum HidrogenSpektrum Hidrogen

• Spektrum hidrogen sangat menarik karena terdiri dari sederetan garis-garis yang diberi nama :

Hα : garis merah

Hβ : garis hijau

Hγ : garis biru

Hδ : garis ungu

Hδ HαHβHγ

Deret BalmerDeret Balmer

Johann Jakob Balmer (1885) : panjang gelombang dari garis-garis spektral yang waktu itu hanya menemukan 4 garis spektra yang mengikuti aturan sederhana :

b = 3645,6 A = 3645,6 x 10-10 m

n : bilangan bulat mulai dari 3, 4, 5 dan 6

2

2 22

nbn

2

2 22

nbn

2

2 22

nbn

2

2 22

nbn

Garis spektrum atom HidrogenGaris spektrum atom Hidrogen• Rumus umum :

n’ = 1 untuk deret Lyman (Ultra Violet) n’ = 2 untuk deret Balmer (Cahaya tampak) n’ = 3 untuk deret Paschen (Infra merah)

Catatan : Nilai n = n’ + 1 (bilangan bulat)

2 2

1 1 1Rn n

Model atom Bohr (1913)Model atom Bohr (1913)• Niels Bohr (1885-1962) ilmuan Denmark yang bekerja dengan

Rutherford.• Usulannya : Secara elektrostatika, elektron harus bergerak mengelilingi inti

agar tidak tertarik ke inti. Berdasarkan fisika klasik benda yang bergerak memutar akan

melepaskan energi sehingga lama-lama energinya akan habis/kolaps.

Jadi elektron harus mempunyai cukup energi untuk berada dalam gerak konstan mengelilingi inti.

Gerakan elektron terhadap inti atom dianalogikan seperti gerakan planet mengelilingi matahari.

Gagasan Bohr dalam menggabungkan Gagasan Bohr dalam menggabungkan teori klasik dan kuantumteori klasik dan kuantum

Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diizinkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen

Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke yang lainnya dengan melibatkan sejumlah energi menurut Planck

Lintasan stasioner yang diizinkan mencerminkan sifat-sifat elektron yang mempunyai besaran yang khas. Momentum sudut harus merupakan kelipatan bulat dari h/2 atau menjadi nh/2.

14

Besarnya energi yang diperlukan Besarnya energi yang diperlukan atau dipancarkan sebesar :atau dipancarkan sebesar :

hc

hfE h (tetapan Planck )= 6,6.10-34 J.detik

f (frekuensi foton )= Hz

c (cepat rambat cahaya )= 3.108 m/detik

λ (panjang gelombang foton )= m

EU

hf

El

• Lintasan yang diizinkan untuk elektron dinomori n = 1, n = 2, n = 3, dst. dinamakan bilangan kuantum, sedangkan huruf K, L, M, N dinamakan lintasan

• Jari-jari orbit diungkapkan dengan 12, 22, 32, 42, …n2. Untuk orbit tertentu dengan jari-jari minimum a0 = 0,53 Å

• Jika elektron tertarik ke inti dan dimiliki oleh orbit n, energi dipancarkan dan energi elektron menjadi lebih rendah.

E1 < E2 < E3

Model atom hidrogenModel atom hidrogen

Jari-jari lintasan stasionerJari-jari lintasan stasioner

+ Ze

- e

r

2

( )( )Ze eF k

r 2 2

2

2

2

n n

n

Ze mvkr r

kZer

mv

2 2 2 2 2 2

12 2 2 2

Katakanlah : / 2

4

4

n

nn

v nh mr

kZe mr n h nr r

n h mkZe Z

210

1 2 2

Untuk orbit kecil 1 dan untuk hidrogen 1

0,53 10 (jari-jari Bohr)4

n Z

hr x m

mke

17

Energi total elektron dalam tiap lintasan adalah sebagai berikut :

eVn

En 2

6,13

Energi elektron pada lintasan :n = 1 E= -13,60 eVn = 2 E= - 3,40 eVn = 3 E= - 1,51 eVn = 4 E= - 0,85 eVn = 5 E= - 0,54 eVn = 6 E= - 0,38 eVn = 7 E= - 0,28 eVn = ~ E= - 0 eV

Jn

BEn

18-2

10 x 2,179 nilaidengan numerik konstanta : B ,

Kesuksesan teori BohrKesuksesan teori Bohr Mampu menerangkan spektrum dari atom yang

mempunyai satu elektron pada kulit terluar.

Kelemahan teori BohrKelemahan teori Bohr Tidak dapat menerangkan spektrum dari atom yang memiliki elektron

lebih dari 1 di kulit terluarnya. Tidak dapat menerangkan terjadinya garis spektra tambahan ketika atom

hidrogen diletakkan pada medan listrik atau medan magnet. Tidak mampu menghitung besarnya panjang gelombang spektra

tambahan tersebut bahkan tidak mampu meramalkan sama sekali keberadaan garis itu.