1.15
KEGIATAN BELAJAR-2 TEORI ATOM BOHR
A. Tujuan Antara
Bagian modul ini membahas spektrum- garis atom hidrogen dan struktur atom menurut Bohr sebagai bahan “penyegaran” atau sangat mungkin “pengayaan” untuk
topik yang sejenis yang tentunya pernah Anda kenal bukan? Nah, tak terhindarkan topik ini juga memaparkan kembali materi sejenis yang relatif rinci khususnya perihal
spektrum-garis atom hidrogen untuk menambah wawasan lebih lanjut dengan harapan Anda lebih jauh memahami perihal Atom. Oleh sebab itu setelah menyelesaikan
Kegiatan Belajar-2 ini diharapkan Anda mampu: 1.
mengidentifikasi model atom Thomson dan Rutherdord 2.
mengidentifikasi hasil-hasil percobaan hamburan sinar alfa pada lempeng tipis logam
3. mengubah data panjang-gelombang spektrum garis atom hidrogen menjadi data
bilangan-gelombang untuk deret Lyman, Balmer, dan Paschen 4.
menunjukkan hubungan numerik selisih antar bilangan-gelombang dalam satu deret dengan bilangan-gelombang deret yang lain
5. menuliskan makna spektrum garis atom hidrogen dalam bentuk rumusan Ritz
6. m
enjelaskan teori atom Bohr 7.
menghitung energi elektron dalam setiap orbit menurut Bohr 8.
menjelaskan hubungan spektrum garis atom hidrogen dengan transisi elektronik model atom Bohr
B. Uraian Materi
2.1 Model Atom Thomson
Setelah ditemukan partikel dasar penyusun atom, elektron dan proton, J. J. Thomson 1898 mengemukakan pandangannya perihal struktur atom yang berbentuk
speris bola. Atom ini dapat dipertimbangkan sebagai suatu listrik positif dengan elektron muatan negatif dalam jumlah yang sama dengan listrik positif tertanam di
dalamnya. Model atom Thomson ini dapat digambarkan seperti halnya dengan buah semangka, daging semangka sebagai listrik positif dan bijih-bijihnya sebagai elektron
1.16 tertanam di dalamnya. Ditegaskan pula bahwa sebagian besar massa atom harus
diasosiasikan dengan listrik positif karena bagian ini jauh lebih berat daripada elektron.
2.1 Model Atom Rutherford
Untuk menguji sejauh mana teori atom Thomson dapat dipertahankan, marilah
kita ikuti bagaimana Rutherford 1911 melakukan percobaan yang dikenal dengan
hamburan sinar alfa- α
. Bila sinar alfa dari sumber bahan radioaktif R yang bermuatan
positif melalui celah S difokuskan pada lempeng logam L yang sangat tipis ternyata
diperoleh hasil pengamatan sebagai berikut Gambar 2.1.
1 Sebagian besar ~ 99 sinar alfa diteruskan menembus lempeng dengan arah
lurus A; mengapa demikian? 2
Sebagian kecil sinar alfa menembus lempeng dan membelok dengan berbagai variasi sudut belok yang kecil B; bagaimana ini dapat terjadi?
3 Sebagian kecil sinar alfa dipantulkan oleh lempeng seolah-olah kembali ke
arah sumber sinar alfa tersebut C; sungguh mencengangkan bukan? Nah, pengamatan 1 sesuai dengan dugaan yaitu sinar alfa menembus lempeng
dengan arah lurus. Sinar alfa mempunyai daya tembus yang sangat besar, dan bila muatan positif dan massa atom terdistribusi merata pada lempeng, maka kecil
kemungkinan bahwa sinar alfa mengalami pembelokan. Namun, pengamatan 2 yaitu pembelokan sinar alfa dan terlebih-lebih pengamatan 3 yaitu pemantulan balik sinar
alfa, ini benar-benar diluar dugaan dan bahkan sulit dipercaya Bagaimana mungkin muncul hasil sinar-tembus yang bervariasi? “Adalah hal yang mustahil bila kita
menembak beberapa lapis kertas tisu pada jarak kira-kira 40 cm ternyata ada peluru
yang membelok dan bahkan memantul kembali ‘mengenai’ si penembak”; demikian
kira-kira komentar Rutherford; dapatkah Anda membayangkannya?. Oleh karena itu, model atom Thomson jelas tidak dapat menerangkan hasil pengamatan tersebut
Ketiga hasil pengamatan tersebut memberikan ide bahwa atom sebagian besar
terdiri atas ruang kosong yaitu medan gaya listrik sehingga partikel alfa dapat
Gambar 2.1 Bagan hamburan sinar
α percobaan Rutherford
L
S B
B
C C
R
α β
γ
1.17
menembusnya Gambar 2.2; sepahamkah Anda? Andaikata partikel alfa menabrak
elektron, maka penyimpangan arah atau pembelokan sinar alfa tentulah hanya sangat kecil saja karena massa partikel alfa kira-kira 7500 kali massa elektron. Dengan
demikian pembelokan sinar alfa yang sangat kuat tentulah disebabkan oleh faktor
lain yaitu kemungkinan adanya gaya tolak muatan senama, positif. Dengan kata lain, atom mengandung bagian yang bermuatan positif Z; bagaimana pendapat Anda?
Sedangkan, pemantulan partikel alfa tentulah karena partikel ini menabrak bagian atom yang sangat besar massanya dan tidak lain tersusun oleh partikel-partikel positif
tersebut; setujukah Anda? Bagian atom bermuatan positif dengan massa sangat besar ini kemudian disebut inti atom. Inti atom ini tentunya menempati porsi ruang yang sangat
kecil saja
terhadap keseluruhan volume atom
sehingga hanya sebagian kecil saja partikel alfa
yang menabraknya lalu dipantulkan balik.
Selanjutnya dari pengukuran-pengukuran hamburan sinar alfa dapat diperkirakan bahwa sebuah inti atom mempunyai diameter sekitar 10
-
13
cm, sedangkan diameter atomnya kira-kira 10
5
kali lebih panjang. Dengan demikian volume atom praktis ditempati elektron-elektron.
Jadi secara ringkas dapat dikemukakan bahwa: 1
atom tersusun oleh partikel-partikel dasar elektron, proton, dan neutron, 2
inti atom, yang praktis memberikan seluruh massa atom, tersusun oleh proton dan neutron serta menempati porsi ruang yang jauh sangat kecil ketimbang
seluruh volume atomnya, dan 3
di seputar inti yang dianggap memberikan volume atom, ditempati oleh elektron-elektron.
2.3 Spektrum Atom