Teori Atom : Pengertian - Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata

BAB

TEORI ATOM

1. Menurut Demokritus

Partikel yang tidak dapat di bagi lagi dinamakan atau disebut atom.

2. Menurut John Dalton

Pada tahun 1803 ( 1766 sampai 1844 ) John Dalton seorang ahli kimia berkebangsaan Inggris memberikan pendapatnya tentang teori atom yaitu :

a. Atom merupakan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi

b. Atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi atom lain.

c. Beberapa atom bisa bergabung menjadi molekul secara proporsional menurut perbandingan tertentu ( hal ini sesuai dengan Hukum Proust )

d. Atom tidak akan bisa diciptakan maupun dimusnahkan

Kelebihan teori atom Dalton :

Teori Dalton dapat menjelaskan hukum kekekalan massa ( Hukum Lavoisier ) dan hukum perbandingan tetap ( Hukum Proust ) dan John Dalton disebut Bapak pencetus atau penggagas teori atom modern

Kelemahan teori atom Dalton :

a. Tidak dapat menjelaskan sifat kelistrikan materi

b. Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan atom unsur yang lain

c. Tidak dapat menjelaskan cara-cara atom saling berikatan

3. Teori atom Thomson

Sir Joseph John Thomson yang di kenal dengan JJ Thomson dibantu oleh Lord Kelvin disebuah laboratorium Cavendish Universitas Cambridge Inggris berhasil memperbaiki teori atom Dalton. Beliau merumuskan model atomnya yang terkenal dengan nama kue kismis di tahun 1897. Penemuannya dapat disimpulkan yaitu :

a. Atom bukan merupakan bagian terkecil suatu zat

b. Atom berbentuk bola dengan muatan positif dan negative yang tersebar merata pada seluruh permukaan bola

c. Jumlah muatan positif = jumlah muatan negative, sehingga atom bersifat netral

d. Massa electron jauh lebih kecil dari massa atom secara keseluruhan.

Kelebihan Teori atom Thomson :

a. Dapat menerangkan sifat listrik atom

b. Dapat menerangkan adanya partikel yang lebih kecil dari atom yang disebut sub atomik

Kelemahan Teori atom Thomson :

a. Tidak mampu menjelaskan mengenai inti atom

b. Tidak dapat menjelaskan terjadinya spektrum gas hydrogen seperti yang diterangkan oleh Bohr

c. Tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan jumlah elektron yang berada di dalam bola atom.

4. Teori Atom Rutherford.

Pada tahun 1911 Ernest Rutherford mengadakan suatu percobaan untuk menguji kebenaran model atom Thomson. Beliau mengadakan penelitian dengan menembakkan pertikel alfa ( partikel positif ) pada suatu lempeng emas yang sangat tipis dengan ketebalan ± 0,01 mm ( tebalnya setara 2000 atom ).

Bila model atom Thomson benar, maka partikel-partikel alfa tidak akan dihamburkan pada saat menumbuk lempengan emas. Tetapi pada kenyataannya saat di lakukan percobaan ditemukan adanya fakta:

1. Partikel-partikel alfa ada yang di belokkan

2. Partikel-partikel alfa ada yang di pantulkan

3. Partikel-partikel alfa ada yang menembus lempeng

Fakta ini menunjukkan adanya bagian atom yang sangat keras

( bermuatan positif ) karena tolak menolak dengan partikel alfa. Muatan- muatan positif mengumpul menjadi satu.

Kesimpulan dari Teori Atom Rutherford :

a. Atom terdiri dari inti atom bermuatan positif ( letaknya di Pusat atom ) dan massa terkuantisasi di inti atom.

b. Electron mengorbit pada inti atom seperti model tata surya.

c. Atom bersifat netral.

d. Selama mengelilingi inti atom, gaya sentripental pada electron dibentuk oleh gaya tarik elektrostatik ( gaya coulomb )

Kelebihan Teori atom Rutherford:

a. Mudah di pahami untuk menjelaskan struktur atom yang rumit.

b. Dapat menjelaskan bentuk lintasan electron yang mengelilingi inti atom.

c. Dapat menggambarkan gerak electron di sekitar inti.

Kelemahan Teori atom Rutherford:

a. Belum mampu menjelaskan di letak electron di dalam atomdan cara rotasinya terhadap inti atom

b. Electron memancarkan energi Ketika bergerak sehingga energi atom menjadi tidak stabil

c. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hydrogen.

Untuk mengelilingi inti atom , electron membutuhkan energi. Besar energi total electron ( E_T ) sama dengan energi potensial ( E_P ) ditambah energi kinetic (E_k).

Keterangan :

E_T = energi total electron ( J )

e = muatan electron

e = -1,6.10^-19 C

r = jari-jari lintasan stasioner ( m )

k = konstanta gaya coulomb

k = 9 . 10⁹ Nm²/C²

1. Teori Atom Bohr (1913 )

Spektrometer : alat yang digunakan untuk melihat spektrum dari suatu sumber cahaya.

Bohr memakai sumber cahaya yaitu lampu hydrogen.

Hasil Percobaan :

Terjadi spektrum garis atom hydrogen ( bukan spektrum kontinu ).

Kesimpulan Teori atom Bohr:

a. Electron mengelilingi inti tidak pada sembarang lintasan tetapi pada lintasan tertentu yang stasioner. Pada lintasan ini electron tidak menyerap atau memancarkan energi.

b. Electron berpindah antar lintasan akan menyerap atau memancarkan memancarkan energi. Jika electron berpindah dari kulit dalam ke kulit luar maka electron akan menyerap energi. Sebaliknya Jika electron berpindah dari kulit luar ke kulit dalam maka electron akan memancarkan energi. Energi yang dipancarkan atau diserap ketika elektron berpindah-pindah kulit disebut foton.

Kelebihan Teori atom Bohr :

a. Dapat menyempurnakan kelemahan teori atom Rutherford.

b. Data menjelaskan tentang spektrum atom hydrogen

c. Dapat menjelaskan bahwa atom terdiri dari kulit-kulit dengan tingkat energi tertentu.

Kelemahan Teori atom Bohr :

a. Lintasan elektron sebenarnya masih mempunyai sub kulit orbital sehingga lintasannya bukan berupa lingkaran saja tapi juga berupa elip.

b. Hanya mampu menjelaskan spektrum atom sederhana seperti hidrogen dan tidak dapat menjelaskan atom-atom yang lebih kompleks.

c. Bohr menganggap elektron hanya sebagai partikel bukan sebagai partikel dan gelombang, sehingga kedudukan elektron dalam atom merupakan kebolehjadian.

d. Tidak dapat menerangkan efek Zeeman yaitu pemisahan sebuah garis spektrum menjadi beberapa bagian akibat medan magnet.

Rumus :

Momentum sudut electron ( L )

Jari – jari Lintasan electron ( r ):

r_n = n² r₁

untuk n = 1, r₁ = 5,28 . 10^-11 m

sehingga :

r_n = n²( 5,28 . 10^-11) dan ∆r = r_besar – r_kecil

Energi tiap Lintasan Elektron ( E )

Untuk atom hydrogen

1 eV = 1,6 . 10^-19 joule

Untuk selain atom hydrogen

Contoh :

Unsur Na → Z = 11

Keterangan :

L = momentum sudut electron ( kg m²/s )

r = jari-jari lintasan electron ( m )

n = bilangan kuantum utama ( kulit electron )

h = konstanta Planck = 6,6261 . 10^-34 Js

E = energi electron ( Joule )

M = massa electron atom (kg)

Energi Antar Lintasan / energi yang dilepas atau diserap / energi eksitasi ( ∆E )

Ketentuan :

1. Bila electron datang dari kulit dalam ke kulit luar maka electron akan menyerap energi gelombang elektromagnetik.

∆E = negatif ( - )

2. Bila electron datang dari kulit luar ke kulit dalam maka electron akan memancarkan energi gelombang elektromagnetik.

∆E = positif ( + )

Rumus :

Soal – soal :

1. Tentukan momentum sudut sebuah electron pada lintasan n = 2 ( 6,6 . 10^-34 Js )

2. Tentukan jari-jari lintasan electron atom pada lintasan n = 4

(r₁ = 5,3. 10^-11 m )

3. Menurut model atom Bohr, jika electron pada atom hydrogen bertransisi dari keadaan kulit n ke keadaan kulit ( n-2 ) , maka perubahan radius ( jari-jari electron ) atom hidrogen adalah …