Uploaded by User42193

ATOM

advertisement
Atom Modern
Model atom mekanik kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum
Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Warner Heisenberg mengembangkan teori
mekanik kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin
dapat ditentukan adlah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti
atom.”
Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut
orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger. Erwin
Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang
untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.
Persamaan Schrodinger
X,y dan z= posisi dalam tiga dimensi
Y
= Fungsi gelombang
M
= massa
= h/2p dimana h=konstanta plank dan p= 3,14
E
= Energi total
V
= Enargi potensial
Moodel atom dengan orbit lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model
atom mekanika kuantum yang berlaku sampe saat ini, seperti terlahihat pada gambar
berikut ini.
Awan elektron disekitar inti menunjukkan tempat kebolehjadian elektron. Orbital
menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang
sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung
membentuk kulit. Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan sub kulit
terdiri dari beberapa orbital. Wlaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya tentu
sama.
Model Atom Modern
Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin
Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika
kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan
kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat
ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.
Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital.
Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger
memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas
kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.
Persamaan Schrodinger
Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan
tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan
membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit
terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya
sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.
CIRI KHAS MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG
1. Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner
seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital
(bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan
tertentu dalam suatu atom)
2. Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya.(Elektron
yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
3. Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti,
tetapi
boleh
jadi
merupakan
peluang
terbesar
ditemukannya
elektron
PERCOBAAN CHADWICK
KELEMAHAN MODEL ATOM MODERN
Persamaan gelombang Schrodinger hanya dapat diterapkan secara eksak untuk partikel dalam
kotak dan atom dengan elektron tunggal
Model Atom Mekanika Kuantum-Model Atom Modern Yang Dipakai Sampai Saat Ini
Salah satu kelemahan model atom Bohr hanya bisa dipakai untuk menjelaskan model atom
hydrogen dan atom atau ion yang memiliki konfigurasi elektron seperti atom hydrogen, dan tidak
bisa menjelaskan untuk atom yang memiliki banyak elektron.
Werner heinsberg (1901-1976), Louis de Broglie (1892-1987), dan Erwin Schrödinger (18871961) merupakan para ilmuwan yang menyumbang berkembangnya model atom modern atau yang
disebut sebagai model atom mekanika kuantum .
Pernyataan de Broglie yang menyatakan bahwa partikel dapat bersifat seperti gelombang telah
menginspirasi Schrödinger untuk menyusun model atomnya dengan memperhatikan sifat elektron
bukan hanya sebagai partikel tapi juga sebagai gelombang, artinya dia menggunakan dualisme
sifat elektron.
Menurut Schrödinger elektron yang terikat pada inti atom dapat dianggap memiliki sifat sama
seperti “standing wave”, anda bisa membayangkan gelombang standing wave ini seperti senar
pada gitar (lihat gambar). Ciri standing wave ini ujung-ujungnya harus memiliki simpul sehingga
½ gelombang yang dihasilkan berjumlah bilangan bulat.
Hal yang sama dapat diterapkan apabila kita menganggap elektron dalam atom hydrogen sebagai
“standing wave”. Hanya orbit dengan dengan jumlah ½ gelombang tertentu saja yang diijinkan,
orbit dengan jumlah ½ gelombang yang bukan merupakan bilangan bulat tidak diijinkam. Hal
inilah penjelasan yang rasional mengapa energi dalam atom hydrogen terkuantisasi. (lihat gambar)
Schrödinger kemudian mengajukan persamaan yang kemudian dikenal dengan nama “persamaan
gelombang Schrödinger” yaitu :
H? = E?
? disebut sebagai fungsi gelombang, H adalah satu set intruksi persamaan matematika yang disebut
sebagai operator, dan E menunjukan total energi dari atom. Penyelesaian persamaan ini
menghasilkan berbagai bentuk penyelesaian dimana setiap penyelesain ini melibatkan fungsi
gelombang ? yang dikarakteristikkan oleh sejumlah nilai E. Fungsi gelombang ? yang spesisfik
dari penyelesaian persamaan gelombang Schrödinger disebut sebagai “orbital”
Apakah orbital itu? Orbital adalah daerah kebolehjadian kita menemukan elektron dalam suatu
atom atau bisa dikatakan daerah dimana kemungkinan besar kita dapat menemukan elektron dalam
suatu atom.
Bedakan dengan istilah orbit yang dipakai di model atom Bohr. Orbit berupa lintasan dimana kita
bisa tahu lintasan dimana elektron mengelilingi inti, tapi pada orbital kita tidak tahu bagaimana
bentuk lintasan elektron yang sedang mengelilingi inti. Yang dapat kita ketahui adalah dibagian
mana kemungkinan besar kita dapat menemukan elektron dalam atom.
Werner Heisenberg menjelaskan secara gamblang tentang sifat alami dari orbital, analisis
matematika yang dihasilkannya menyatakan bahwa kita tidak bisa secara pasti menentukan posisi
serta momentum suatu partikel pada kisaran waktu tertentu. Secara matematis azas ketidakpastian
Heisenberg ditulis sebagai berikut:
?x . ?(mv) ? h/4?
?x adalah ketidakpastian menentukan posisi dan ?(mv) adalah ketidakpastian momentum dan h
adalah konstanta Plank. Arti persamaan diatas adalah semakin akurat kita menentukan posisi suatu
partikel maka semakin tidak akurat nilai momentum yang kita dapatkan, dan sebaliknya.
Pembatasan ini sangat penting bila kita memmpelajari partikel yang sangat kecil seperti elektron,
oleh sebab itulah kita tidak bisa menentukan secara pasti posisi elektron yang sedang mengelilingi
inti atom seperti yang ditunjukan oleh model atom Bohr, dimana elektron bergerak dalam orbit
yang berbentuk lingkaran. Disinilah mulai diterimanya model atom mekanika kuantum yang
diajukan oleh Schrödinger.
Sesuai dengan azaz Heisenberg ini maka fungsi gelombang tidak dapat menjelaskan secara detail
pergerakan elektron dalam atom, kecuali fungsi gelombang kuadrat (?2) yang dapat diartikan
sebagai probabilitas distribusi elektron dalam orbital. Hal ini bisa dipakai unutk menggambarkan
bentuk orbital dalam bentuk distribusi elektron, atau dikenal sebagai peta densitas.
Model Atom Modern
Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin
Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika
kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan
kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat
ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.
Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital.
Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger
memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas
kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.
Persamaan Schrodinger
x,y dan z =
Posisi
dalam
tiga
dimensi
Y
=
Fungsi
gelombang
m
=
massa
ђ
= h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14
E
=
Energi
total
V
= Energi potensial
Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom
mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini.
Model Atom Bohr
Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom
Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil
memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan
Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori
kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut:
1. Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan bagi satu elektron dalam atom
hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan
lintasan melingkar disekeliling inti.
2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi
dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
3. Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada
peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, Δ E =
hv .
4. Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat
yang disebut momentum sudut . Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan darih/2∏ atau
n h/2∏, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.
Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang
disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang
terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat
energinya.
Percobaan Bohr
KELEBIHAN DAN KELEMAHAN
Kelebihan
atom Bohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya
elektron.Kelemahan
model atom ini adalah tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack
Model Atom Rutherford
Rutherford bersama dua orang muridnya ( Hans Geigerdan Erners Masreden )melakukan
percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa (λ) terhadap lempeng tipis emas. Sebelumya
telah ditemukan adanya partikel alfa, yaitu partikel yang bermuatan positif dan bergerak lurus,
berdaya tembus besar sehingga dapat menembus lembaran tipis kertas. Percobaan tersebut
sebenarnya bertujuan untuk menguji pendapat Thomson, yakni apakah atom itu betul-betul
merupakan bola pejal yang positif yang bila dikenai partikel alfa akan dipantulkan atau dibelokkan.
Dari pengamatan mereka, didapatkan fakta bahwa apabila partikel alfa ditembakkan pada lempeng
emas yang sangat tipis, maka sebagian besar partikel alfa diteruskan (ada penyimpangan sudut
kurang dari 1°), tetapi dari pengamatan Marsden diperoleh fakta bahwa satu diantara 20.000
partikel alfa akan membelok sudut 90° bahkan lebih.
Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, diperoleh beberapa kesipulan beberapa berikut:
1. Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
2. Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka didalam atom
emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
3. Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1
dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan
diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom
keseluruhan.
Berdasarkan fakta-fakta yang didapatkan dari percobaan tersebut, Rutherford mengusulkan model
atom yang dikenal dengan Model Atom Rutherford yang menyatakan bahwa Atom terdiri dari inti
atom yang sangat kecil dan bermuatan positif, dikelilingi oleh elektron yang bermuatan
negatif . Rutherford menduga bahwa didalam inti atom terdapat partikel netral yang berfungsi
mengikat partikel-partikel positif agar tidak saling tolak menolak.
Model atom Rutherford dapat digambarkan sebagai beriukut:
Percobaan Rutherford
KELEMAHAN MODEL ATOM RUTHERFORD
Kelebihan
Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti
Kelemahan
Tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke dalam inti atom. Berdasarkan teori
fisika, gerakan elektron mengitari inti ini disertai pemancaran energi sehingga lama - kelamaan
energi elektron akan berkurang dan lintasannya makin lama akan mendekati inti dan jatuh ke dalam
inti Ambilah seutas tali dan salah satu ujungnya Anda ikatkan sepotong kayu sedangkan ujung
yang lain Anda pegang. Putarkan tali tersebut di atas kepala Anda. Apa yang terjadi? Benar. Lama
kelamaan putarannya akan pelan dan akan mengenai kepala Anda karena putarannya lemah dan
Anda pegal memegang tali tersebut. Karena Rutherford adalah telah dikenalkan
lintasan/kedudukan elektron yang nanti disebut dengan kulit.
MODEL ATOM
Pengetahuan para ilmuwan tentang atom bukan berdasarkan pengamatan langsung terhadap atom
per atom, sebab ato terlalu kecil untuk dapat diamati dan diukur sacara langsung. Diameter atom
dinyakini berkisar antara 30 sampai 150 pm. Dengan alat pembesar apapun kita belum dapat
melihat atom, tetapi gejala yang ditimbulkan oleh atom itu dapat diukur seperti jejak atom, nyala,
difraksi, dan lain-lain. Teori-teori atom yang ada sekarang hanya merupakan model yang dibangun
oleh para ilmuwan sebagai kesimpulan dari hasil berbagai kajian teoritis dan gejala empiris dengan
berbagai pendekatan dan metode ilmiah. Itulah sebabnya terdapat beberapa model atom yang telah
dikembangkan dan dipublikasikan menurut tenemuan-tenemuan yang secara sinergetis saling
mendukung atau bahkan menolak usulan model atom sebelumnya. Sampai saat ini, teori atom yang
paling muktahir adalah berdasarkan teori mekanika kuantum atau mekanika gelombang dengan
berbagai asumsi dan teorema.
PERKEMBANGAN MODEL ATOM
Definisi awal tentang konsep atom berlangsung > 2000 thn. Dulu atom dianggap sebagai bola
keras sedangkan sekarang atom dianggap sebagai awan materi yang kompleks. Dibawah ini akan
dipaparkan konsep Yunani tentang atom:
Pandangan filosof Yunani
Atom adalah Konsep kemampuan untuk dipecah yg tiada berakhir
Leucippus (Abad ke-5 SM)
Ada batas kemampuan untuk dibagi, sehingga harus ada bagian yang tidak dapat dibagi lagi
Democritus (380-470 SM)
A: tidak, tomos: dibagi. Jadi atom adalah partikel yang tidak dapat dibagi lagi. Atom setiap unsur
memilki bentuk & ukuran yang berbeda.
Lucretius
Sifat atom suatu bahan dalam “ On the Nature of Things ”
Perkembangan Model Atom Secara Ilmiah
Pengembangan konsep atom-atom secara ilmiah dimulai oleh John Dalton (1805), kemudian
dilanjutkan oleh Thomson (1897), Rutherford (1911) dan disempurnakan oleh Bohr
(1914). Setelah model atom Bohr, Heisenberg mengajukan model atom yang lebih dikenal dengan
model atom mekanika gelombang atau model atom modern.
Hasil eksperimen yang memperkuat konsep atom ini menghasilkan gambaran mengenai susunan
partikel-partikel tersebut di dalam atom. Gambaran ini berfungsi untuk memudahkan dalam
memahami sifat-sifat kimia suatu atom. Gambaran susunan partikel-partikel dasar dalam atom
disebut model atom.
Model Atom Thomson
Berdasarkan penemuan tabung katode yang lebih baik oleh William Crookers, maka J.J.
Thomson meneliti lebih lanjut tentang sinar katode dan dapat dipastikan bahwa sinar katode
merupakan partikel, sebab dapat memutar baling-baling yang diletakkan diantara katode dan
anode. Dari hasil percobaan ini, Thomson menyatakan bahwa sinar katode merupakan partikel
penyusun atom (partikel subatom) yang bermuatan negatif dan selanjutnya disebut elektron .
Atom merupakan partikel yang bersifat netral, oleh karena elektron bermuatan negatif, maka harus
ada partikel lain yang bermuatan positifuntuk menetrallkan muatan negatif elektron tersebut. Dari
penemuannya tersebut, Thomson memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan
mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Atom Thomson. Yang menyatakan
bahwa:
"Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif
elektron"
Model atomini dapat digambarkan sebagai jambu biji yang sudah dikelupas kulitnya. biji jambu
menggambarkan elektron yang tersebar marata dalam bola daging jambu yang pejal, yang pada
model atom Thomson dianalogikan sebagai bola positif yang pejal.
Dengan Percobaan Sinar Katode Thomson mengemukakan tentang elektron, sehingga disebut
sebagai penemu elektron
Sinar dihasilkan dari katoda
didekatkan dengan magnet sinar dibelokkan
Dengan magnet sinar dibelokkan
KELEBIHAN DAN KELEMAHAN MODEL ATOM THOMSON
Kelebihan
Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan
merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.
Kelemahan
Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom
tersebut.
Model Atom Dalton
Pada tahun 1803, John Dalton mengemukakan mengemukakan pendapatnaya tentang atom. Teori
atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan
hukum susunan tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan bahwa "Massa total zat-zat sebelum
reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi". Sedangkan Prouts menyatakan
bahwa "Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap". Atom merupakan
bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi
Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang
identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan
sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom,
sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Model Atom Dalton seperti bola pejal
PERCOBAAN LAVOSIER
Mula-mula tinggi cairan merkuri dalam wadah yang berisi udara adalah A, tetapi setelah beberapa
hari merkuri naik ke B dan ketinggian ini tetap. Beda tinggi A dan B menyatakan volume udara
yang digunakan oleh merkuri dalam pembentukan bubuk merah (merkuri oksida). Untuk menguji
fakta ini, Lavoisier mengumpulkan merkuri oksida, kemudian dipanaskan lagi. Bubuk merah ini
akan terurai menjadi cairan merkuri dan sejumlah volume gas (oksigen) yang jumlahnya sama
dengan udara yang dibutuhkan dalam percobaan pertama
Percobaan Joseph Pruost
Pada tahun 1799 Proust menemukan bahwa senyawa tembaga karbonat baik yang dihasilkan
melalui sintesis di laboratorium maupun yang diperoleh di alam memiliki susunan yang tetap.
Sebelum
Setelah
Percobaan
pemanasan (g pemanasan
keMg)
MgO)
(g
Perbandingan
Mg/MgO
1
0,62
1,02
0,62/1,02 = 0,61
2
0,48
0,79
0,48/0,79 = 0,60
3
0,36
0,60
0,36/0,60 = 0,60
KELEMAHAN MODEL ATOM DALTON
Kelebihan
Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom
Kelemahan
Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik.
Bagaimana mungkin bola pejal dapat menghantarkan arus listrik? padahal listrik adalah elektron
yang bergerak. Berarti ada partikel lain yang dapat menghantarkan arus listrik.
Download
Random flashcards
Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

Card

2 Cards

Dokumen

2 Cards oauth2_google_646e7a51-ae0a-49c7-9ed7-2515744db732

Create flashcards