FISIKA KELAS XII IPA - KURIKULUM GABUNGAN 11 Sesi NGAN TEORI ATOM A. TEORI ATOM DALTON 1. Atom adalah bagian terkecil suatu unsur yang tidak dapat dibagi lagi.. Atom suatu unsur serupa semuanya, dan tak dapat berubah menjadi atom unsur lain. 3. Dua atom atau lebih dari unsur berlainan dapat membentuk suatu molekul, contohnya H O. B. TEORI ATOM THOMSON Menurut Thomson, atom berbentuk bulat padat dan memiliki muatan negatif yang tersebar merata dan dinetralkan oleh muatan positif. Model atom ini dikenal dengan istilah model Roti Kismis. proton elektron Dengan: Massa elektron Massa proton Muatan elektron 9,1 10-31 kg 1,67 10-7 kg 1,6 10-19 C 1
C. TEORI ATOM RUTHERFORD 1. Semua muatan positif dan sebagian besar massa atom akan berkumpul pada titik di tengah atom yang disebut inti atom.. Inti atom dikelilingi oleh muatan negatif (elektron) pada jarak yang relatif jauh dan elektron berputar mengelilinginya. proton elektron Gambar di atas adalah model Tata Surya. Energi elektron saat mengelilingi inti dirumuskan sebagai: kq E r k 9 10 9 Nm /C q muatan proton dan elektron (1,6 10-19 C) r jari-jari elektron (m) Kelemahan model atom ini, yaitu: 1. Elektron yang berputar mengelilingi inti atom akan memancarkan radiasi elektromagnetik secara kontinu (terus-menerus) sehingga energi elektron terus berkurang dan suatu saat akan jatuh ke inti sehingga atom tak stabil.. Model ini tidak dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogen. D. MODEL ATOM BOHR Teori ini berawal dari kekhawatiran Bohr akan terbentuknya pilin yaitu jatuhnya elektron ke inti atom karena kehilangan energi saat mengelilingi inti atom. Dengan maksud menyempurnakan model atom Rutherford, Bohr mengemukakan pentingnya postulatnya, yaitu: 1. Elektron bergerak mengelilingi inti atom menurut lintasan tertentu (stasioner) tanpa membebaskan energi.
. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lainnya. Eksitasi dari dalam keluar (menyerap energi) Transisi dari luar kedalam (melepas energi) Besarnya energi: hf E B E A h konstanta Planck (6,63 10-3 J/s) f frekuensi foton (Hz) E A energi pada lintasan tujuan (J) E B energi pada lintasan asal (J) 3. Lintasan-lintasan yang boleh ditempati elektron, yaitu lintasan-lintasan yang memiliki momentum sudut kelipatan dari: h π Dirumuskan sebagai: L m v rn L n h π L momentum sudut (kg.m/s) m massa elektron (kg) v laju elektron (m/s) r n jari-jari lintasan ke-n n bilangan kuantum atau kulit (n 1,, 3,...). Konsekuensi dari postulat Bohr Jari-jari elektron (lintasan) adalah tertentu/diskrit. Dirumuskan sebagai: r n n r 1 Dengan: 11 r1 53, 10 m 053, A Energi elektron pada setiap lintasan juga bersifat diskrit. Dirumuskan sebagai: E 13, 6 n ev n atau Eionisasi 13, 6 ev n 3
1eV 16, 10 9 J E ionisasi adalah energi yang dibutuhkan untuk memindahkan elektron dari orbitnya ke lintasan n ~ (tak hingga) E. SPEKTRUM ATOM HIDROGEN Pancarannya bersifat diskrit yang berupa garis-garis spektrum pada daerah ultraviolet, cahaya tampak, dan infrared yang berbentuk deret. Deret Tujuasal Berkas pancaran Lyman n 1 n, 3,,... Ultraviolet Balmer n n 3,, 5,... Cahaya tampak Paschen n 3 n, 5, 6,... Infrared 1 Brackett n n 5, 6, 7,... Infrared Pfund n 5 n 6, 7, 8,... Infrared 3 Adapun panjang gelombang spektrumnya dirumuskan sebagai: 1 1 1 R n B R tetapan Rydberg (1,09 10 7 m -1 ) bilangan kuantum yang dituju n B bilangan kuantum semula/asal panjang gelombang spektrum (m) Lyman Balmer K n 1 L n M n 3 N n O n 5 P n 6
CONTOH SOAL 1. Berapakah panjang gelombang garis ketiga dari deret Paschen? (dalam R) 3 (bilangan kuantum yang dituju) n B 6 (n B, 5, 6, 7,...) Ditanya:? Jawab: 1 1 1 R n B 3 6 9 36 1 R 1 1 R m. Berapa panjang gelombang terkecil dan terbesar deret Lyman? 1 n B1 n B ~ Ditanya: 1?? 5
Jawab: Maksimum n B1 1 3 1 R R 3R 3 1097, 10 1, 10 Minimum 7 m n B 1 R( 10) 1 1 R 1, 097 10 09, 10 7 m 7 7 Dengan demikian, didapatkan: min max 7 09, 10 m 90 nm 7 1, 10 m 10 nm 3. Saat transisi elektron dari kulit L ke kulit K, berapakah frekuensi foton yang dipancarkan oleh atom tersebut? 13 6 1 (kulit K) maka E1, 13, 6eV 1 13 6 n B (kulit L) maka E, 3, ev Ditanya: f...? 6
Jawab: hf E E B A 3, ( 13, 6) ev 10, ev 10, 16, 10 16, 3 10 19 19 16, 3 10 16, 3 10 f h 663, 10 19 19 3 6, 10 15 Hz. Dalam pancaran (spektrum) atom hidrogen, perbandingan antara panjang gelombang untuk radiasi Lyman garis ke- dengan garis ke-3 adalah... 1 n B, 3,, 5,... n B n B3 3 Ditanya: perbandingan panjang gelombang ke- dan ke-3? Jawab: Garis ke- 1 3R R 3 Garis ke-3 3 1 3 8R 9 9 3 8R Jadi, perbandingan dengan 3 adalah 3 3R 3 9 7 8R 7