http://sahri.ohlog.com/ - 8/2009 Model Atom Modern Model atom

http://sahri.ohlog.com/ - 8/2009
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
Y
m
ђ
E
V
= Posisi dalam tiga dimensi
= Fungsi gelombang
= massa
= h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14
= Energi total
= Energi potensial
Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model
atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar
berikut ini.
Model atom mutakhir atau model atom mekanika gelombang
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 bolehjadi 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
(1887-1961) 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.
Comments: 61
Cre: Sat Aug 15 12:49:16 GMT
Mod: Tue Oct 6 12:53:30 GMT
Views: 4229
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
Y
m
ђ
E
V
= Posisi dalam tiga dimensi
= Fungsi gelombang
= massa
= h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14
= Energi total
= Energi potensial
Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model
atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar
berikut ini.
Comments: 0
Cre: Sat Aug 15 12:49:14 GMT
Mod: Tue Oct 6 12:52:32 GMT
Views: 1175
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 dari h/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
Comments: 14
Cre: Sat Aug 15 12:47:02 GMT
Mod: Tue Oct 6 12:51:54 GMT
Views: 1607
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.
Comments: 11
Cre: Sat Aug 15 12:44:58 GMT
Mod: Tue Oct 6 12:51:28 GMT
Views: 1461
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:
1. Pandangan filosof Yunani
Atom adalah Konsep kemampuan untuk dipecah yg tiada berakhir
2. Leucippus (Abad ke-5 SM)
Ada batas kemampuan untuk dibagi, sehingga harus ada bagian yang tidak dapat
dibagi lagi
3. 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.
4. 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.
Comments: 6
Cre: Sat Aug 15 12:42:02 GMT
Mod: Tue Oct 6 12:50:41 GMT
Views: 1340
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.
Comments: 11
Cre: Sun Aug 9 10:36:56 GMT
Mod: Tue Oct 6 12:50:03 GMT
Views: 1863
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
1. Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki
atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
2. Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan
bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom
oksigen
3. 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.
Percobaan
keSebelum pemanasan (g Mg)
Setelah pemanasan (g MgO)
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.
Comments: 7
Cre: Sun Aug 9 10:34:20 GMT
Mod: Tue Oct 6 12:49:21 GMT
Views: 1570