14
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X
Menurut Hukum Fisika Klasik dari Maxwell, jika suatu partikel yang
bermuatan listrik bergerak melingkar akan mengemisikan energinya dalam bentuk cahaya yang mengakibatkan percepatan partikel semakin
berkurang dan akhirnya diam. Dengan demikian, jika elektron yang bermuatan negatif bergerak melingkar mengelilingi inti bermuatan
positif maka akan kehilangan energinya sehingga gerakan elektron akan berkurang, yang akhirnya akan jatuh ke inti. Gambar 1.14 menunjukkan
model atom Rutherford menurut teori Maxwell.
Jadi, menurut Hukum Fisika Klasik, model atom Rutherford tidak stabil sebab elektron akan kehilangan energinya dan akan jatuh ke inti,
pada akhirnya atom akan musnah. Akan tetapi, faktanya atom stabil.
Sekilas Kimia
Rutherford menyimpulkan bahwa struktur atom terdiri atas
elektron yang melingkar mengelilingi inti.
Sumber
: www.th. physik.uni-frankfurt
Ernest Rutherford 1871-1937
Gambar 1.14
Model atom Rutherford menurut teori Maxwell
Gambar 1.15
Model atom Bohr menyempurnakan model atom Rutherford dalam hal
kedudukan elektron di sekeliling inti atom.
Analisis Data Percobaan Rutherford
Fakta apakah yang dijadikan dasar kesimpulan oleh Rutherford bahwa inti atom berukuran sangat kecil?
Jawab Kesimpulan Rutherford didasarkan pada fakta bahwa dari sejumlah besar partikel
alfa, hanya sebagian kecil yang dipantulkan. Hal ini menunjukkan bahwa ukuran inti atom sangat kecil.
Contoh
1.6
4. Model Atom Bohr
Pada 1913, pakar fisika Denmark, Niels Bohr menyatakan bahwa
kegagalan model atom Rutherford dapat disempurnakan dengan menerapkan Teori Kuantum dari Planck.
Model atom Bohr dinyatakan dalam bentuk empat postulat berkaitan dengan pergerakan elektron, yaitu sebagai berikut.
1. Dalam mengelilingi inti atom, elektron berada pada kulit lintasan tertentu. Kulit ini merupakan gerakan stasioner menetap dari
elektron dalam mengelilingi inti atom dengan jarak tertentu. 2. Selama elektron berada pada lintasan stasioner tertentu, energi elektron
tetap sehingga tidak ada energi yang diemisikan atau diserap. 3. Elektron dapat beralih dari satu kulit ke kulit lain. Pada peralihan
ini, besarnya energi yang terlibat sama dengan persamaan Planck, ΔE = h.
4. Lintasan stasioner elektron memiliki momentum sudut. Besarnya momentum sudut adalah kelipatan dari nh2
π
, dengan n adalah bilangan kuantum dan h adalah tetapan Planck.
Kulit atau lintasan elektron dalam mengelilingi inti atom dilambangkan dengan n = 1, n = 2, n = 3, dan seterusnya. Lambang ini dinamakan bilangan
kuantum
. Model atom Bohr ditunjukkan pada Gambar 1.15. Huruf K, L, M,
dan seterusnya digunakan untuk menyatakan lintasan elektron dalam mengelilingi inti atom. Lintasan dengan n = 1 disebut kulit K, lintasan
dengan n = 2 disebut kulit L, dan seterusnya.
Di unduh dari : Bukupaket.com
15
Struktur Atom
Tabel 1.3
Lambang Kulit Elektron Atom Bohr
Kulit ke-
1 2
3 4
Lambang
K L
M N
Energi Keadaan Dasar dan Tereksitasi
Suatu atom dikatakan memiliki energi terendah atau stabil jika elektronnya berada pada keadaan dasar. Keadaan dasar untuk atom
hidrogen adalah jika elektronnya berada pada kulit, n = 1. Keadaan di mana n 1 bagi atom hidrogen dinyatakan tidak stabil, keadaan ini
disebut keadaan tereksitasi. Keadaan ini terjadi apabila atom hidrogen menyerap energi sebesar Δnhv. Pada keadaan tereksitasi, elektron yang
kembali ke kulit semula disertai emisi energi sebesar Δ nhv. Ketika elektron kembali ke kulit yang lebih rendah akan terbentuk suatu
spektrum. Perhatikan Gambar 1.16.
Gagasan Bohr tentang elektron mengelilingi inti atom dalam kulit- kulit tertentu serupa dengan sistem tata surya kita, mudah dipahami.
Oleh karena itu, model atom Bohr dapat diterima pada waktu itu.
Gambar 1.16
Keadaan transisi elektron ketika elektron dari keadaan
tereksitasi dan kembali ke keadaan dasar, disertai emisi energi dalam
bentuk radiasi cahaya menghasilkan spektrum.
cahaya
Kata Kunci
• Bilangan kuantum
• Eksitasi
• Keadaan dasar
• Lintasan elektron
Peralihan Tingkat Energi Elektron Menurut Model Atom Bohr
1. Gambarkan peralihan tingkat energi elektron atom hidrogen dari keadaan dasar
ke tingkat energi n= 3. Berapakah energi yang diserap oleh atom hidrogen? 2.
Gambarkan peralihan tingkat energi elektron atom hidrogen dari keadaan tereksitasi dengan n= 2 ke keadaan dasar. Berapakah energi yang dipancarkan
oleh atom hidrogen?
Jawab 1.
Atom hidrogen pada keadaan dasar memiliki bilangan kuantum, n = 1. Jika beralih ke tingkat energi n = 3 maka atom hidrogen menyerap energi sebesar 2 hv.
2. Peralihan tingkat energi dari keadaan tereksitasi n=2 ke keadaan dasar n=1
akan diemisikan energi sebesar hv.
Contoh
1.7
n =3 n =2
n =1 n =3
n =2 n =1
Sekilas Kimia
Matahari
Maha besar Tuhan yang telah menciptakan Matahari yang
merupakan sumber energi bagi setiap makhluk hidup.
Cahaya Matahari ini terdiri atas semua spektrum cahaya. Gas pada
permukaan Matahari menghasilkan cahaya Matahari dengan temperatur
kira-kira 5.500°C sekitar 10.000°F. Pada bagian ini, elektron dalam
atom didorong ke kulit yang lebih tinggi dan mengeluarkan cahaya
begitu kembali ke keadaan dasar.
Sumber:
Jendela IPTEK: Materi, 1997
1. Gambarkan secara visual model atom karbon dan
model atom besi menurut model atom Dalton. 2.
Gambarkan model atom Thomson jika dibelah dua dan tunjukkan bagian elektron-elektronnya.
3. Uraikan persamaan dan perbedaan model atom Bohr
dengan model atom Rutherford. 4.
Uraikan kemiripan model atom Bohr dengan sistem tata surya kita. Matahari dan planet-planet mewakili
apa dalam atom Bohr? Jelaskan.
Tes Kompetensi Subbab
E
5. Apakah kecepatan elektron dalam mengelilingi inti
selalu tetap atau berubah-ubah? Jelaskan. 6.
Atom hidrogen menyerap sejumlah energi hingga elektronnya beralih dari keadaan dasar ke keadaan
tereksitasi n=4, berapakah energi yang diserap? Gambarkan.
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Di unduh dari : Bukupaket.com
16
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X
F. Konfigurasi Elektron
