TEORI ATOM Materi 1 : Baca teori ini, kerjakan soal yang ada di alaman paling belakang ini 1. Model atom Dalton a. Atom adala bagian terkecil suatu unsur yang tidak dapat dibagi-bagi lagi b. Atom suatu unsur semuanya sama, dan tidk dapat beruba menjadi atom unsur lain. c. Dua atom atau lebi dapat membentuk suatu molekul ( H0, HSO4) d. Pada reaksi kimia atom-atomberpisa kemudian bergabung lagi dengan susunan yang berbeda dari semula. e. Pada reaksi kimia atom-atom bergabung dengan perbandingan tertentu yang sederana.. Model Atom Tomson Teori ini suda berdasarkan eksperimen di lab. a. Elektron ( negatif) adala bagian terkecil dari atom b. Atom juga mengandung muatan positif ( proton c. Atom berbentuk bola padat dengan muatan positif dan negatif tersebar di seluru bagian permukaan atom d. Atom secara keseluruan netral ( seperti kismis) Percobaan tabung lucutan untuk memperole e/m : Ep listrik = Ek e.v = ½ mv Percobaan Millikan Prcobaan tetes minyak ole millikan didapat : e/m = 1,758803 x 10 11 e = 1,6 x 10 19 C m = 9,109543 x 10 31 kg 3. Model atom Ruterford 1. semua muatan positif dan sebagian massa atom berkumpul pada suatu titik inti, inti bermuatan positif.. Inti dikelilingi ole elektron-elektron pada jarak yang retatif jau. Elektron berputar pada lintasan-lintasan seperti planet-planet mengelilingi mataari dalam tatasurya. 3. Secara keseluruan atom netral ( jml muatan (+) = jml muatan negatif (-) ) 4. Dalam reaksi kimia elektron terluar saja yang mengalami perubaan Kelemaan model atom Ruterford 1. Tidak dapat menjelaskan menjelaskan kestabilan Inti. tidak dapat menjelaskan spektrum atom H, menurut Ruterford spaktrum atom H adala kontinu, padaal kenyataannya adala spektrum garis. Deret spektrum atom Hidrogen : Gas idrogen ditempatkan dalam tabung lucutan kemudian dipasang beda potensial tinggi seingga terdapat lucutan muatan listrik gas idrogen bercaaya dan memancarkan caaya mera kebiru-biruan.dianalisa dengan Halaman 1
spektrograf nampak deret-deret spektrum garis.panjang gelombang spektrum garis atom H dinyatakan dengan : R = konstanta Rydberg = 1,097 x 10 7 m 1 1 na = lintasan yang dituju nb = lintasan asal elektron ( nb > na) 1 1 R( ) n A n B Deret seret tersebut meliputi : 1. deret Lyman berupa deret ultra ungu, didapat jika na = 1, nb >1. deret Balmer berupa deret caaya tampak, didapat jika na =, nb > 3. deret Pascen berupa deret infra mera I, didapat jika na = 3, nb >3 4. deret Bracett berupa deret infra mera II, didapat jika na = 4, nb >4 5. deret Pfund berupa deret infra mera III, didapat jika na = 5, nb >5 dari deret deret tersebut tiap deret akan didapat : - panjang gelombang ( ) terpanjang jika na =1 - panjang gelombang ( ) terpendek jika nb = Model Atom Bor Dengan pendekatan Teori kuantum, bawa elektron dengan massa m,muatan e bergerak dengan kelajuan v dalam suatu orbit stasioner lingkaran dengan jari-jari r mengitari sebua inti atom akan mempunyai : ke E 1 ke k dan E p, maka energi total elektron pada lintasan tersebut r r adala E total (energi mekanik) = Ep + Ek E ke ke ke total r r r Jari jari atom idrogen (ao) ( jari-jari Bor) pada lntasan dasar ( n = 1) adala a o 58A mke 0, Jari-jari orbit stasioner ke n adala r n. ao o n n.0, 58A Energi elektron pada lintasan n=1 E1 = - 13,6 ev Energi kuantisasi atom idrogen pada lintasan n adala : 13,6 ev, n E n Halaman
n = nomer kulit atom. Kerjakan Soal berikut ini : 1. Jika terjadi transisi elektron dari n = 5 ke n = 1 dan konstnta R = 1,097 x 10 7 m 1 a) itung panjang gelombang yang dipancarkannya. b) Termasuk dalam deret apa?. Garis-garis spektrum Pascen diasilkan bila dalam atom idrogen terjadi transisi elektron dari tingkat yang lebi tinggi ke tingkat n = 3. Jika R = 1,097 x 10 7 m 1, itung panjang terbesar dari deret Pascen. 3. Jika konstanta R = 1,097 x 10 7 m 1 itung panjang gelombang a) terpanjang dari deret Balmer b) terpendek dari deret Balmer 4. Energi elektron atom idrogen pada lintasan dasar adala E. Energi maksimum foton yang dipancarkan atom idrogen berdasarkan deret Balmer adala...e 5. Dalam model atom Bor energi yang dibutukan ole elektron idrogen untuk pinda dari orbit dengan bilangan kuantum 1 ke 3 adala... ( energi dasar = - 13,6 ev) 6. Jika energi pada tingkat dasar ( n = 1) = - 13,6 ev, maka berapa besar energi yang diserap atom idrogen ketika elektron atom idrogen tereksitasi dari tingkat dasar ke kulit N ( n = 4) Model atom menurut Mekanika Kuantum : Postulat Bor : Elektron yang mengelilingi inti mempunyai momentu sudut yang besarnya : mvr, elektron yang merupakan partikel juga dianggap sebagai gelombang. Gb. Hal 59 Bob Foster 3B (8.3 c) 1. Seluru keadaan stasioner dari elektron dianalogikan sebagai dengan keadaan keadaan gelombang stasioner yang memiliki panjang gelombang dan momentum sudut.. Atom atom dianggap menyerupai kulit genderang yang bergetar dengan model-model getaran diskret. ( tidak seperti susunan tata surya) 3. Dalam gelombang stasioner, frekuensi resonansi tertentu terjadi jika L n, L = panjang senar = panjang gelombang getaran. n = nilangan bulat positif Jadi keliling lingkaran orbit sebagai n Panjang gelombang elektron. n r, Halaman 3
n = 1,,3,4,... r = jari-jari orbit Dengan memasukkan panjang gelombang de Broglie dari elektron p mv Jadi n r n( ) r mv mvr n Keadaan gelombang stasioner elektron dapat menyatakan kuantisasi momentum sudut elektron dalam atom. ( postulat kuantisasi elektron Bor menjadi kenyataan) Percobaan Difraksi Elektron Elektron dipercepat ole tegangan pemercepat V, maka panjang gelombang de Broglie dapat dinyatakan : Tegangan V dapat memberikan energi potensial listrik sebesar ev pada elektron, kemudian ev elektron diuba menjadi energi kinetik elektron seinggadiperole : E E p listrik 1 ev mv ev v m mv mev k = panjang gelombang de Broglie = konstantan Planck = 6,6 x 10 34 J.s V = tegangan pemercepat m = 9,1 x 10 31 kg e = 1,6 x 10 19 C Bilangan Kuantum : Dalam model atom Bor untuk menetapkan keadaan stasioner anya diperlukan satu bilangan kuantum yaitu bilangan kuantum utama (n) Model atom Mekanika Kuantum Untuk menetapkan keadaan stasioner elektron diperlukan empat bilangan kuantum adala : Halaman 4
1. Bilangan kuantum utama (n). Bilangan kuantum orbital (l) 3. Bilangan kuantum magnetik (ml ) 4. Bilangan kuantum spin (ms). Bilangan kuantum Utama (n) - menentukan energi total elektron, yaitu yang selalu konstan. - Menyatakan kulit dimana elektron berada. - Bilangan kuantum utama n = 1 kulit K - Bilangan kuantum utama n = kulit L - Bilangan kuantum utama n = 3 kulit M - Bilangan kuantum utama n = 4 kulit N - Bilangan kuantum utama n = 5 kulit O - Bilangan kuantum utama n = 6 kulit P Bilangan Kuntum Orbital (l) ( bilangan kuantum Azimut) - Menentukan besar momentum sudut elektron (L) vektor kaida tangan kanan - menyatakan sub kulit ( s,p,d,f,g,,....) tempat elektron berada dan bentuk orbital. l = 0,1,,3,.... ( n - 1) Momentum sudut L l( l 1) ;... - Sub kulit s (sarp) l = 0 - Sub kulit p (princilpe) l = 1 - Sub kulit d (diffuse) l = - Sub kulit f ( fundamental) l = 3 - Sub kulit g l = 4 - Sub kulit l = 5, dst. Bilangan Kuantum Magnetik (ml ) - menentukan ara momentum sudut. Besarnya ditentukan ole l - jadi ml = -l,...0,...+l - Conto : Untuk sub kulit s, maka l = 0 ml = 0 Untuk sub kulit d, maka l = ml = -, -1, 0, 1, Bilangan Kuantum Spin (ms) - Menurut Dirac, spin elektron dapat ditunjukkan ole bilangan kuantum ms - Ms = ± ½ - Halaman 5
Rangkuman : Nama notasi Nilai yang diperbolekan Bilangan kuantum utama n 1,,3,... Bilangan kuantum orbital l 0,1,,...( n 1) Bilangan kuantum magnetik ml -l,...0,...+l Bilangan kuantum spin ms - ½, + ½ Halaman 6