Atom merupakan bola bermuatan positif yang mengandung elektron bermuatan negatif dikenal dengan sebutan Model roti kismis
- Sebagian dari massa dan muatan (+) sebuah atom berpusat pada daerah yang sempit yang disebut inti atom, sebagian besar atom merupakan ruang kosong.
- Besarnya muatan pada inti berbeda untuk atom yang berbeda dan kira-kira setengah dari nilai numerik bobot atom suatu unsur.
- Diluar inti suatu atom harus terdapat elektron yang jumlahnya sama dengan satuan muatan inti (agar atom netral).
Pengamatan Rutherford
- Partikel Alfa sebagian besar diloloskan/diteruskan
- Partikel Alfa ada yang dihamburkan (terdefleksi)
- Partikel Alfa ada yang dipantulkan, dengan sudut 180derajat
Kesimpulan :
- Sebagian besar massa atom terpusatkan dalam suatu daerah yang disebut INTI ATOM
- Inti atom bermuatan POSITIF
- Sebagian besar volume atom adalah ruang kosong
Kelemahan model atom Rutherford
- Tidak menjelaskan posisi elektron (partikel atom yang bermuatan negatif)
- Tidak dapat menerangkan spektrum hidrogen yang berupa spektrum garis.
FAKTA
- Partikel bermuatan berlawanan akan saling tarik menarik. Adakah aturan penempatan elektron dalam atom?
- Apa yang mencegah elektron tidak tertarik ke inti yang bermuatan positif?
- Dari apa inti tersusun sehingga muatan positifnya tidak terpencar?
Atom Bohr
- Secara elektrostatika, elektron harus bergerak mengelilingi inti agar tidak tertarik ke inti
- Namun berdasarkan fisika klasik benda yang bergerak memutar akan melepaskan energi yang lama kelamaan akan menghabiskan energi elektron itu sendiri dan kemudian kolaps
- Niels Bohr mengungkapkan bahwa dilema diatas dapat dipecahkan oleh teori Planck
Gagasan Bohr dalam menggabungkan teori klasik dan kuantum
- Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diizinkan bagi satu elektron dalam atom hidrogen
- Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke yang lainnya dengan melibatkan sejumlah energi menurut Planck
- Lintasan stasioner yang diizinkan mencerminkan sifat-sifat elektron yang mempunyai besaran yang khas.
Model Bohr untuk Atom Hidrogen
keterangan
- Lintasan yang diizinkan untuk elektron dinomori n = 1 n = 2, n =3 dst. Bilangan ini dinamakan bilangan kuantum, huruf K, L, M, N juga digunakan untuk menamakan lintasan
- Jari-jari orbit diungkapkan dengan 1^2, 2^2, 3^2, 4^2, …n^2. Untuk orbit tertentu dengan jari-jari minimum a0 = 0,53 Å
- Jika elektron tertarik ke inti dan dimiliki oleh orbit n, energi dipancarkan dan energi elektron menjadi lebih rendah sebesar
Konstanta B/h identik dengan hasil dari R x c dalam persamaan Balmer. Jika persamaan diatas dihitung maka frekuensi yang diperoleh adalah frekuensi garis merah dalam deret Balmer.
Kelemahan Teori Bohr
- Keberhasilan teori Bohr terletak pada kemampuannya untuk meeramalkan garis-garis dalam spektrum atom hidrogen
- Salah satu penemuan lain adalah sekumpulan garis-garis halus, terutama jika atom-atom yang dieksitasikan diletakkan pada medan magnet
- Struktur garis halus ini dijelaskan melalui modifikasi teori Bohr tetapi teori ini tidak pernah berhasil memerikan spektrum selain atom hidrogen
Konfigurasi Elektron
Ada tiga aturan dalam penentuan konfigurasi
- Elektron menempati orbital sedemikian rupa untuk meminimumkan energi atom tersebut
- Tak ada dua elektron dalam sebuah atom yang boleh memiliki keempat bilangan kuantum yang sama (prinsip eksklusi Pauli)
- Prinsip penggandaan maksimum, jika terdapat orbital –orbital dengan energi yang sama, elektron menempatinya sendiri-sendiri sebelum menempatinya secara berpasangan
Orbital Elektron dan Bilangan Kuantum
- Bilangan kuantum utama (n). Bilangan ini hanya mempunyai nilai positif dan bilangan bulat bukan nol n = 1, 2, 3, 4, …
- Bilangan kuantum orbital (azimut), l. yang mungkin bernilai nol atau bulat positif. Bilangan ini tidak pernah negatif dan tidak lebih besar dari n –1, l = 0, 1, 2, 3, …, n –1
- Bilangan kuantum magnetik (ml). Nilainya dapat positif, negatif, nol dan berkisar dari –l s.d. +l (l bilangan kuantum orbital) ml = -l, -l + 1, -l + 2, …, 0, 1, 2, … , +l
Sinar X
- Wilhelm Roentgen menunjukkan bahwa pengaruh sinar katoda pada suatu permukaan menghasilkan suatu jenis radiasi yang dapat menyebabkan zat-zat tertentu bersinar pada jarak tertentu dari tabung sinar katoda. Karena belum di-ketahui sifatnya maka dinamakan sinar X.
- Roentgen kemudian mengetahui beberapa sifat sinar X ini diantaranya : tidak dibelokkan oleh medan listrik dan magnit dan mempunyai daya tembus yang sangat besar terhadap suatu benda.
- Sifat-sifat ini menunjukkan bahwa sinar X adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang ~1Å.
Kode C = Katoda; A = Anoda; E = lempeng kondensor bermuatan listrik; M = magnet; F = layar berfluoresens.
Berkas 1 : Hanya dengan adanya medan listrik, berkas sinar katoda dibelokkan ke atas menyentuh layar pada titik 1.
Berkas 2 : Hanya dengan adanya medan magnit, berkas sinar katoda dibelokkan ke bawah menyentuh layar pada titik 2.
Berkas 3 : Berkas sinar katoda akan lurus dan menyentuh layar dititik 3, bila medan listrik dan medan magnit sama besarnya
Pengamatan ini dapat diterangkan dengan model atom yang dibuat J.J. Thomson yaitu model plum pudding. Kesimpulan dari sifat sinar kanal ini ialah semua atom terdiri dari satuan dasar yang bermuatan positif, pada atom H terdapat satu dan atom-atom lainnya mengandung jumlah lebih banyak. Satuan dasar ini sekarang disebut dengan proton.
Pengamatan Tetes Minyak Milikan
Percikan tetes minyak dihasilkan oleh penyemprot (A). Tetes ini masuk ke dalam alat melalui lubang kecil pada lempeng atas sebuah kondensor listrik. Pergerakan tetes diamati dengan teleskop yang dilengkapi alat micrometer eyepiece (D). Ion-ion dihasilkan oleh radiasi pengionan seperti sinar x dari sebuah sumber (E). Sebagian dari tetes minyak memperoleh muatan listrik dengan menyerap (mengadsorbsi) ion-ion.
Tetes diantara B dan C hanya melayang-layang, tergantung dari tanda (+ atau -) dan besarnya muatan listrik pada tetes. Dengan menganalisis data dari jumlah tetes, Milikan dapat menghitung besarnya muatan q yang selalu merupakan integral berganda dari muatan listrik elektron e yaitu : q = n.e (dengan n = 1, 2, 3 ...) Nilai muatan listrik e = –1,60219 x 10^-19 C. Dengan menggabungkan hasil Milikan dan Thomson diperoleh massa sebuah elektron = 9,110 x 10^-31 kg.
Eksperimen Ruterford (1910)
Partikel α - ion He bermuatan positif dari sumber radioaktif ditembakkan ke lempeng/lembaran emas yang sangat tipis (Au foil) Layar fluoresen ditempatkan di belakang lempeng emas untuk mendeteksi hamburan (scattering) partikel α
Spektra Atom
