Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN
KELOMPOK KOMPETENSI J
12
7. Menghitung panjang gelombang energi ionisasi atom hidrogen dan merefleksikannya dalam suatu diskusi bersama dengan teman sejawat.
8. Menghitung energi radiasi foton minimal untuk terbangkitnya arus dalam tabung efek foto listrik.
C. Uraian Materi
1. Orbit Elektron
Atom hidrogen mempunyai diameter 0.1 nm mengandung satu proton yang terletak di inti radius inti 10
-15
m dan satu elektron. Model yang cukup baik untuk menggambarkan atom hidrogen, digambarkan oleh model Niels Borh
1913. Menurut Bohr, bahwa elektron mengorbit mengitari inti atom, lihat gambar 1.1.
Gambar 1.1. Model Atom Borh Hidrogen
Atom hidrogen adalah atom yang paling sederhana, yaitu mempunyai satu elektron yang mengitari satu proton. Gelombang de Broglie dari elektron
yang berjarak r dari inti beresonansi atau “tepat bersamaan” dan mengikuti
persamaan
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN
KELOMPOK KOMPETENSI J
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Mata Pelajaran Fisika SMA
13
2
nh r
mv
n n
……….………………1 Dengan n bilangan bulat. Besaran mv
n
r
n
tidak lain adalah besaran momentum elektron pada orbit ke n, kecepatan orbit v, m massa elektron,
dan h konstanta Planck 6.63 x 10
-34
J.s. Gaya sentripetal yang membuat elektron mengorbit haruslah sama dengan
gaya tarik Coulomb antara inti dan elektron. Gaya Couloumb antar dua muatan elektron dan inti proton adalah
2 2
r e
k F
C
…………………………2 Gaya sentripetalnya
n n
s
r v
m F
2
………………………..3
Dengan demikian
2 2
2
r e
k r
v m
n n
……………………..4 Solusi singkat dari persamaan 4 atom hidrogen stabil tersebut, diperoleh
antar elektron dan intinya adalah
2
053 .
n nm
r
n
………….……..5
dan energinya
eV n
E
n 2
6 .
13
. ………….……….6
E
n
menyatakan energi bergantung pada orbit elektron, atau energinya terkuantisasi bergantung pada kedudukan orbit lintasan n yang
merupakan bilangan bulat, lihat gambar 1.2. Untuk suatu inti dengan jumlah muatan inti Ze terhadap elektron tunggal e,
jarak elektron inti adalah
Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1: ATOM HIDROGEN
KELOMPOK KOMPETENSI J
14
Z n
nm r
n 2
053 .
………………7
Dan persamaan energinya dapat ditulis dalam bentuk sebagai berikut.
Gambar 1.2. Tingkat energi atom hidrogen
Sumber: http:hyperphysics.phy-astr.gsu.eduhbaseimgmodbohr1.gif
eV n
Z E
n 2
2
6 .
13
….…………………8
Dimana Z adalah nomor atom NA ”atomic number” dari inti. Terlihat dari
dua persamaan ini, jika nomor atom membesar, Energi bertambah dan jarak mengecil, lihat gambar 1.2.
2. Tingkat Energi Atom Hidrogen
Diagram tingkat energi atom hidrogen ditunjukkan pada gambar 1.3. Setiap garis horizontal menyatakan energi atom hidrogen pada saat keadaan
resonansi pada tingkat ke n, resonance state. Energi nol menyatakan atom
