4
Kimia XI SMA
Einstein menerangkan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel foton yang energinya sebanding dengan frekuensi cahaya. Jika frekuensinya rendah,
setiap foton mempunyai jumlah energi yang sangat sedikit dan tidak mampu memukul elektron agar dapat keluar dari permukaan logam. Jika frekuensi
dan energi bertambah, maka foton memperoleh energi yang cukup untuk melepaskan elektron James E. Brady, 1990. Hal ini menyebabkan kuat arus
juga akan meningkat. Energi foton bergantung pada frekuensinya.
E = h ·
K
atau
= ⋅ c
E h
λ dengan: h = tetapan Planck 6,626 × 10
–34
J dt
K
= frekuensi Hz c
= kecepatan cahaya dalam vakum 3 × 10
8
m det
–1
λ = panjang gelombang m
B. Model Atom Bohr
Pada tahun 1913, Niels Bohr menggunakan
teori kuantum untuk menjelaskan spektrum unsur. Bohr memilih hidrogen sebagai model untuk
teorinya, hal ini mudah dimengerti karena hidrogen mempunyai atom yang paling sederhana satu pro-
ton dan satu elektronJames E. Brady, 1990.
Berdasarkan pengamatan diketahui bahwa unsur-unsur menghasilkan spektrum garis di mana
tiap unsur mempunyai spektrum yang khas. Menurut Bohr, spektrum garis menunjukkan bahwa elektron dalam atom hanya dapat
beredar pada lintasan-lintasan dengan tingkat energi tertentu. Pada lintasan itu, elektron dapat beredar tanpa pemancaran atau penyerapan energi. Lintasan
elektron tersebut berupa lingkaran dengan jari-jari tertentu yang disebut sebagai kulit atom
. Pada keadaan normal, elektron akan mengisi kulit-kulit dengan tingkat
energi terendah, yaitu dimulai dari kulit K, L, dan seterusnya. Keadaan di mana elektron mengisi kulit-kulit dengan tingkat energi terendah disebut tingkat
dasar
ground state. Jika atom mendapat energi dari luar misalnya dipanaskan,
diberi beda potensial, maka elektron akan menyerap energi yang sesuai sehingga berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Keadaan di mana ada
elektron yang menempati tingkat energi yang lebih tinggi disebut keadaan tereksitasi
excited state.
Gambar 1.2 Model atom
Niels Bohr
Di unduh dari : Bukupaket.com
5
Kimia XI SMA
Perpindahan elektron dari tingkat energi lebih rendah ke tingkat energi lebih tinggi disertai penyerapan energi. Sebaliknya, perpindahan elektron dari
tingkat energi lebih tinggi ke tingkat energi lebih rendah disertai pelepasan energi, yaitu berupa radiasi elektromagnet. Elektron dapat berpindah dari satu
lintasan ke lintasan lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah tertentu energi, yang harganya sama dengan selisih kedua tingkat energi tersebut.
Δ ΔΔ
ΔΔE = E
f
– E
i
dengan: ΔE = energi yang menyertai perpindahan elektron joule
E
f
= tingkat energi akhir joule E
i
= tingkat energi mula-mula joule Dari percobaan yang dilakukan, Bohr merumuskan sebagai berikut.
1. Elektron bergerak mengelilingi inti atom dengan lintasan orbit tertentu, dengan momen sudut kelipatan dari
2 ð ⋅
h h = ketetapan Planck.
2. Selama elektron bergerak pada lintasannya, maka energinya akan tetap, sehingga tidak memancarkan energi.
3. Selama bergerak mengelilingi inti, elektron dapat berpindah naik atau turun dari satu lintasan ke lintasan yang lain.
Karena perpindahan elektron berlangsung antara kulit yang sudah tertentu tingkat energinya, maka atom hanya akan memancarkan radiasi dengan tingkat
energi yang tertentu pula. Dengan demikian dapat dijelaskan penyebab spektrum unsur berupa spektrum garis. Bohr menggunakan atom hidrogen
sebagai model, dan dia berhasil merumuskan jari-jari lintasan dan energi elektron.
Jari-jari lintasan ke-n dalam atom hidrogen memenuhi rumus:
r
n
= n
2
a
dengan: n = kulit ke-1, 2, dan seterusnya a
= 0,53 Å 53 pm ⎯⎯
→ 1 pm = 10
–12
m Energi elektron pada lintasan ke-n adalah:
H n
2
R E = –
n
dengan: R
H
= tetapan 2,179 × 10
–18
J
Di unduh dari : Bukupaket.com
6
Kimia XI SMA
Gambar 1.3
Model atom hidrogen menurut Niels Bohr n = 4
r = 16a n = 1
r = a n = 2
r = 4a n = 3
r = 9a
Teori atom Bohr berhasil diterapkan untuk atom hidrogen, akan tetapi
tidak dapat digunakan untuk memperkirakan spektrum atom
lain yang mempunyai elektron lebih dari satu
James E. Brady, 1990.
C. Hipotesis Louis de Broglie
