Teori Kuantum Max Planck

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 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

Pada tahun 1924, Louis de Broglie, menjelaskan bahwa cahaya dapat berada dalam suasana tertentu yang terdiri dari partikel-partikel, kemungkinan berbentuk partikel pada suatu waktu, yang memperlihatkan sifat-sifat seperti gelombang James E Brady, 1990. Argumen de Broglie menghasilkan hal sebagai berikut. Einstein : E = mc 2 Max Planck : E = h · K = ⋅ h c λ sehingga untuk menghitung panjang gelombang satu partikel diperoleh: λ λ λ λ λ = ⋅ K h m dengan: λ = panjang gelombang m m = massa partikel kg K = kecepatan partikel ms h = tetapan Planck 6,626 × 10 –34 Joule s Hipotesis de Broglie terbukti benar dengan ditemukannya sifat gelombang dari elektron. Elektron mempunyai sifat difraksi seperti halnya sinar–X. Sebagai akibat dari dualisme sifat elektron sebagai materi dan sebagai gelombang, maka lintasan elektron yang dikemukakan Bohr tidak dapat dibenarkan. Gelombang tidak bergerak menurut suatu garis, melainkan menyebar pada suatu daerah tertentu.

D. Teori Mekanika Kuantum

Dalam fisika klasik, partikel memiliki posisi dan momentum yang jelas dan mengikuti lintasan yang pasti. Akan tetapi, pada skala atomik, posisi dan momentum atom tidak dapat ditentukan secara pasti. Hal ini dikemukakan oleh Werner Heisenberg pada tahun 1927 dengan Prinsip Ketidakpastian un- certainty principle Oxtoby, Gillis, Nachtrieb.