Menurut teori modern, struktur atom

Menurut teori modern, struktur atom :
 Atom bermuatan netral, berbentuk bulat,
terdiri dari inti yang bermuatan positif dan
dikelilingi oleh satu atau lebih elektron
bermuatan negatif.
 Inti atom  tersusun dari proton dan
netron
 Elektron  beredar mengitari inti atom
pada orbital tertentu dan terikat oleh gaya
tarik inti atom.
Atom netral 
p=e
n=A–p
Ion positif 
Atom melepaskan elektron, e < p
Contoh: atom X melepaskan elektron sebanyak a elektron
p=z
e=p–a
n=A–p
A
+a
Ion negatif
 Atom menangkap elektron, e > p
X
z
Contoh:
atom X menangkap elektron sebanyak b elektron
p=z
e=p+b
n=A–p
z
AX-b
Isotop
Semua atom dalam suatu
unsur memiliki nomor
atom yang sama, tetapi
nomor massa bisa berbeda.
Isotop : atom suatu unsur
yang memiliki jumlah
netron yang berbeda.
Elektron dalam Atom
Radiasi Benda Hitam
 Max Planck mengkaji emisi cahaya oleh benda panas.
 Pendapat Planck :
Benda memancarkan energi dengan jumlah tertentu yang relatif
kecil disebut kuanta
Kuantum : jumlah minimum satuan energi yang dapat dilepas/
diperoleh suatu atom.
Persamaan Planck
Max Planck merumuskan :
E radiasi  konstanta Planck x frekuensi radiasi
E = hf
(h = 6,626 x 10-34 J.s)
Saat suatu benda memancarkan radiasi
Ada kuantitas minimum energi yang dapat dipancarkan
pada sembarang waktu yang ditetapkan.
Efek fotolistrik
Cahaya mengenai permukaan logam,
elektron dipancarkan keluar dari logam
Logam sebagai katoda
Elektron bergerak dari katoda ke anoda
aliran arus
 Cahaya dengan frekuensi tertentu mampu memancarkan
elektron (frekuensi minimum)
 Pada frekuensi lebih tinggi, makin banyak elektron yang
dipancarkan .
Efek Fotolistrik
• Elektron hanya akan
terlepas pada λ tertentu
dan diindikasikan oleh
current meter
• Einstein mempostulatkan
adanya photon (partikel
berenergi)
• Ephoton = hf = ∆Eatom
Pengembangan Einstein untuk teori Planck
 Radiasi EM mempunyai 2 sifat alamiah : gelombang
dan partikel
 Radiasi EM berkelakuan seperti gelombang dan
partikel
 Cahaya sebagai partikel yang masing-masing
membawa 1 kuantum energi yang disebut FOTON
FOTON
Partikel radiasi EM yang mempunyai massa
kosong dan membawa satu kuantum energi
Efoton  h
 Kesimpulan Einstein :
 Radiasi EM diserap materi hanya dalam bentuk
foton
 e- dapat dipancarkan dari suatu materi jika dikenai
foton tunggal dengan frekuensi minimum
Sifat gelombang elektron
• Louis de Broglie (1925) berpendapat bahwa
elektron mempunyai kemungkinan bersifat
sebagai gelombang.
• Menghubungkan sifat partikel (m dan v)
dengan sifat gelombang (λ)
• Massa suatu e- bebas yang bergerak dengan
kecepatan v mempunyai panjang gelombang :
λ = h/mv
Contoh soal :
1. Sebuah TV menggunakan tegangan 4500 volt untuk
mempercepat elektron yang dipancarkan katoda
melalui emisi termionik.
a. Hitung energi kinetik elektron ketika mengenai
layar tabung.
b. Jika kecepatan elektron ketika dilepas katoda sama
dengan nol, hitung berapa kecepatannya ketika
menumbuk layar ? Gunakan massa elektron 9,1 x
10-31 kg dan muatan elektron = -1,6 x 10-19 C.
Jawab :
K
-
A
Δ V = 4.500 volt
Elektron mempunyai energi potensial U=e ΔV yang akan
diubah menjadi energi kinetik, Ek = U = e ΔV
Ek = e ΔV = 1,6 x 10-19 4.500 = 7,2 x 10-16 J
Ek = ½ m
v2
v = 3,98 x 107 m/det
2. Ketika kita berjemur di terik matahari, kulit kita
menyerap foton 3,3 eV. Hitung panjang
gelombang foton yang terserap!
Jawab :
E = hc/λ
3,3 x 1,6 x 10-19 = (6,626 x 10-34)(3 x 108)/λ
λ = 3,76 x 10-7 m
3. Sebuah lampu merkuri di pasang dengan daya
pancar 150 watt. Jika 2 % dari intensitas lampu
memancarkan cahaya dengan panjang gelombang
6000 A, berapakah bahnyak foton cahaya merah
yang dipancarkan tiap detiknya?
Jawab :
P = 2/100 x 150 = 3 J/det
Energi cahaya tiap detik = 3 J
Energi satu foton adalah E = hc/λ
Banyaknya foton tiap detik :
n = P/E = Pλ/hc = 9,06 x 1018 foton
Tugas:
1. Tentukan panjang gelombang cahaya yang
dipancarkan ketika atom hidrogen model Bohr
bertransisi dari tingkat energi n= 6 ke n=2 !
2. Hitung energi foton cahaya biru yang mempunyai
panjang gelombang 450 nm !
3. Hitung panjang gelombang sebuah elektron yang
dipercepat melalui beda tegangan 100 volt !