• Tidak ada hasil yang ditemukan

inti Dari Model Klasik sampai Model Mekanika Kuantum

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "inti Dari Model Klasik sampai Model Mekanika Kuantum"

Copied!
18
0
0

Teks penuh

(1)

Struktur Atom

Dari Model Klasik sampai Model Mekanika Kuantum elektron inti Lintasan orbital elektron

Model Klasik

Teori atom Democritus (~400 BC)

„ Filosofi Yunani

„ Konsep: Semua materi tersusun atas partikel sangat kecil dan tidak terbagi

yang disebut ATOM Teori atom Dalton (1808)

1. Materi tersusun atas partikel-partikel sangat kecil yang tidak dapat terbagi

lagi yang disebut ATOM

2. Atom penyusun suatu unsur berbeda dengan atom penyusun unsur yang

lain. Atom dari 1 unsur mempunyai kesamaan massa dan sifat.

3. Atom unsur yang berbeda dapat bergabung satu dengan yang lain dengan

perbandingan sederhana membentuk suatu SENYAWA.

4. Reaksi kimia berlangsung jika atom-atom dipisahkan, digabungkan atau

ditata ulang. Atom satu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain melalui reaksi kimia.

Teori atom Thomson (1897) Teori atom Rutherford (1910)

(2)

TEORI ATOM DALTON F F F F F F H H H H + F F F H F H F H F H +

F Massa relatif=19 H Massa relatif=1

3 F2 + 2 H2 Æ F2 + 4 HF

J.J. Thomson (1897), fisikawan

Inggris

Eksperimen menentukan rasio muatan terhadap massa elektron (q/me)

q/me= -1,76 x 108 C/g

Sinar katoda dikenai medan listrik dan medan magnet Model atom “Plum pudding” (Kismis)

RA Millikan (1923) Æmuatan e--1,6022 x 10-19C Æ m e= 9,10 x 10-28 g e-bermuatan negatif e-bermuatan negatif

(3)

Eksperimen Rutherford: Lempeng emas (1910) Partikel α (alfa) – ion He bermuatan

positif dari sumber radioaktif

ditembakkan melalui lempeng/lembaran emas (Au foil) yang sangat tipis

Layar fluoresen ditempatkan di belakang Au foil untuk mendeteksi hamburan (scattering) partikel α

(4)

Observasi eksperimen Rutherford

Sebagian besar partikel α melewati foil

Banyak partikel α terdefleksi dengan

sudut bervariasi

Beberapa partikel α terdefleksi balik dari foil Au

Kesimpulan eksperimen Rutherford

Sebagian besar massa atom

terpusatkan dalam suatu INTI yang disebut INTI ATOM

Inti atom bermuatan POSITIF

Sebagian besar volum atom adalah ruang kosong

(5)

Kelemahan model atom Rutherford

Tidak menjelaskan posisi elektron

(partikel atom yang bermuatan negatif) FAKTA:

Partikel bermuatan berlawanan akan saling tarik menarik

Apa yang mencegah elektron tidak tertarik ke inti yang bermuatan positif?

Model atom Bohr (1913)

Niels Bohr (1885-1962) ilmuwan Danish yang bekerja dengan Rutherford

Mengusulkan: elektron harus mempunyai cukup energi untuk membuatnya berada dalam gerak konstan mengelilingi inti

Bohr membuat analogi terhadap gerakan planet mengelilingi matahari

(6)

Model atom Planet

Planet mengelilingi matahari dengan gaya gravitasi (gaya sentripetal dan sentrifugal)

Elektron mempunyai cukup energi yang memungkinkannya untuk mengatasi gaya tarik inti

Untuk difikirkan:

Kita mengirim satelit menuju orbit bumi dengan menggunakan energi roketÆmemungkinkan satelit untu mengorbit mengelilingi bumi dengan energi yang cukup

ÆBesarnya energi menentukan tinggi rendahnya posisi satelit terhadap bumi

Energi apa yang digunakan oleh elektron?

Struktur elektronik Atom

Dualisme partikel-gelombang Efek fotoelektrik

Konstanta Planck Model Bohr

(7)

Energi cahaya

Radiasi≡emisi/pancaran energi dalam berbagai bentuk

„ radiasi elektromagnetik = radiasi yang mempunyai sifat

seperti gelombang listrik dan medan magnet meliputi cahaya (light), gelombang mikro, sinyal radio dan sinar-X

„ Gelombang eloktromagnetik mempunyai kecepatan di ruang

hampa = kecepatan cahayaÆc=3.00x108m/detik atau

sekitar 300 juta m/detik!!!

Energi cahaya berjalan dalam bentuk gelombang yang mempunyai impuls magnetik dan elektrik

Gelombang bersifat memindahkan energi dari satu tempat ke tempat yang lain

ÆKerusakan karena gelombang setelah terjadi angin putting beliung

Æbola tenis di bak mandi, saat air ditepuk di satu sisiÆbola bergerak (melompat) di sisi lain

Gelombang elektromagnetik mempunyai sifat sebagai GELOMBANG

SIFAT GELOMBANG

Panjang

gelombang, λ (lambda) ≡ jarak antara titik puncak yang berurutan 10 m 2 m

Frekuensi, ν(nu) ≡jumlah satu panjang gelombang yang melalui titik tertentu per satuan waktu, 1 siklus gelombang per detik Satuan frekuensi: 1/s (s-1); hertz, Hz

t=0 t=5 t=0 t=5 Semua gelombang elektromagnetik bergerak dengan kecepatan cahayaÆ panjang gelombang dinyatakan dengan

(8)

Amplitudo ≡ tinggi maksimum suatu gelombang

Node/simpul ≡ titik saat amplitudo nol

SIFAT GELOMBANG

Spektrum Elektromagnetik

Radio & TV, microwaves, UV, infrared, cahaya tampak (visible light)

Spektrum Elektromagnetik: seluruh rentang daerah radiasi elektromagnetik

1024 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106

Gamma Xrays UV MicrowavesFM AM IR

Frequency Hz

(9)

Stasiun radio?

Diidentifikasi dengan frekuensi dalam MHz. QUIS 1: tentukan panjang gelombang stasiun radio favorit anda!

Kecepatan gelombang (m/s) = panjang gelombang (m) x frekuensi (1/s)

c = λν

c= kecepatan cahaya = 3,00x108 m/s

Kecepatan gelombang

Keadaan elektron (State of the electrons)

Saat arus dilewatkan melalui gas pada tekanan rendah, Ep(energi karena posisi) atom-atom gas MENINGKAT

Keadaan dasar (Ground State): posisi/keadaan terendah suatu atom

Keadaan tereksitasi (Excited State): posisi atom saat mempunyai Ep lebih tinggi daripada keadaannya saat pada tingkat energi dasar

Apa hubungan antara spektrum elektromagnetik dengan elektron?

Terkait dengan energiÆenergi gerak elektron dan energi cahaya

(10)

Neon Signs

Saat atom tereksitasi kembali ke keadaan dasarÆmemancarkan energi yg diperoleh dalam bentuk radiasi EM

Contoh: Kilau lampu neon

Cahaya putih tersusun atas semua warna dalam spektrum (mejiku hibini u) = ROY G BIV

Saat dilewatkan prisma, cahaya putih terpisah menjadi spektrum warna penyusunnya

Fenomena: PELANGI

White Light

Helium

Neon

Argon

(11)

Spektrum Garis Emisi

Saat arus dilewatkan via tabung vakum

yang mengandung gas H2 pada tekanan

rendah Æ teramati emisi “pinkish glow”

Bagaimana jika kilau pink tersebut dilewatkan prisma?

(12)

Spektrum emisi gas hidrogen

Cahaya pink tersusun atas hanya beberapa frekuensi bukan seluruh rentang cahaya putih

Peneliti mengharapkan untuk melihat satu deret frekuensi kontinyu radiasi EM

Æ karena atom hidrogen dieksitasikan

oleh sembarang energi yang dikenakan padanya.

Teori baru tentang ATOM

Bohr’s Model of Hydrogen Atom

Hydrogen did not produce a continuous spectrum New model was needed:

„ Electrons can circle the nucleus only in allowed paths or

orbits

„ When an e- is in one of these orbits, the atom has a fixed,

definite energy

„ e- and hydrogen atom are in its lowest energy state when it

is in the orbit closest to the nucleus

Orbits are separated by empty space, where e-cannot exist

Energy of e- increases as it moves to orbits farther and farther from the nucleus

(13)

Model atom Bohr Model dan Spektrum Hidrogen

Pada lintasan (orbit), e- dapat kehilangan atau memperoleh energi

e- memperoleh energi setara dengan beda antara orbital tertinggi dan terendah yang ditempati Æ bergerak menuju orbital tingkat energi lebih tinggiÆ ABSORPSI

e- turun dari keadaan energi lebih tinggi ke yang lebih rendahÆmemancarkan energi ÆEMISI

Bohr menghitung energi elektron pada tingkat energi yang dibolehkan untuk atom hidrogen berdasarkan panjang gelombang spektrum garis emisi hidrogen

(14)
(15)

Efek Fotoelektrik (1900an)

cahaya mengenai permukaan suatu logam, elektron dipancarkan keluar logam

• Cahaya dengan frekuensi tertentu mampu memancarkan elektron (frekuensi minimum)

• Pada frekuensi lebih tinggi, makin banyak elektron yang dipancarkan

Quis3: Bagaimana pada frekuensi lebih rendah (< frekuensi minimum) ? MENGAPA ?

Logam sebagai katoda

Elektron bergerak dari katoda menuju anoda Æaliran arus dalam sel

Max Planck mengkaji emisi cahaya oleh benda panas

Pendapat Planck:

benda memancarkan energi dengan jumlah tertentu yang relatif kecil yang disebut KUANTA

(Apa bedanya dengan konsep teori gelombang?)

Kuantum: jumlah minimum satuan energi yang dapat dilepaskan atau diperoleh oleh suatu atom

(16)

Persamaan Planck

E radiation = Planck’s constant x frekuensi radiasi E = hν

h = Planck’s constant = 6,626 x 10-34 J•s

Saat suatu benda memancarkan radiasi

Æ ada kuantitas minimum energi yang

dapat dipancarkan pada sembarang waktu yang ditetapkan

Pengembangan Einstein terhadap

teori Planck

Radiasi EM mempunyai dua sifat alamiah: gelombang and partikel Radiasi EM berkelakuan seperti gelombang dan partikel

Cahaya sebagai partikel yang masing-masing membawa 1 kuantum energi yang disebut FOTON

(17)

FOTON

Partikel radiasi EM yang mempunyai massa kosong dan membawa satu kuantum energi

Ephoton = hν Kesimpulan Einstein:

„ Radiasi EM diserap materi hanya dalam

bentuk foton

„ e- dapat dipancarkan dari suatu materi jika

dikenai foton tunggal dengan frekuensi minimum

Contoh persamaan Planck

CD player menggunakan laser yang

memancarkan sinar merah dengan λ

685 nm. Hitung energi 1 foton.

„ Logam yang berbeda membutuhkan energi

minimum yang berbeda untuk memperoleh efek fotoelektrik

(18)

Answer

Efoton = hν h = Planck’s constant = 6,626 x 10-34 J•s c = λν c= speed of light = 3,00x108 m/s ν= (3,00x108 m/s)/(6,85x10-7m) ν=4,37x10141/s Efoton= (6,626 x 10-34 J•s)(4,37x10141/s) Efoton= 2,90 x 10-19J

Sifat gelombang elektron (1925)

1925, Louis de Broglie berpendapat bahwa elektron mempunyai kemungkinan bersifat sebagai gelombang

Menghubungkan sifat partikel (m and v) dengan sifat gelombang (λ)

Massa suatu e- bebas yang bergerak dengan kecepatan (v) mempunyai panjang

Referensi

Dokumen terkait

PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN TEACHING GAMES FOR UNDERSTANDING TERHADAP KETERAMPILAN SOSIAL DAN KETERAMPILAN BERMAIN BOLA BASKET. Universitas Pendidikan Indonesia |

The study of compound words here hopefully could helpedme as a learner as well, the other learners who learn about compound word from novel as their media teaching, and readers

c. memanfaatkan teknologi komunikasi dan informasi, yaitu mengunggah petunjuk teknis melalui laman Direktorat Pembinaan Pendidikan Masyarakat dengan alamat http://www. Lembaga

Dan belum ada produk bir yang sudah mendapatkan label halal dari Majelis Ulama Indonesia karena MUI menyatakan bahwasannya Sertifikat Halal tidak akan dikeluarkan bagi

Flashing light -&gt; penyinaran 2kali cerlang periode selama 3 detik nyala pertama ke nyala berikutnya tinggi suar 7 meter jarak tampak suar 4 mil.. Flashing light Red -&gt;

These studies on market integration and price volatility identify infrastructural bottle necks and examine policy effects on functioning of commodity markets helping in decision

Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Drs.W.Purba dan Bapak Parlidungan Purba SH, MM selaku Ketua dan Pembina Yayasan Sari Mutiara,Ibu Dr.Ivan Elisabeth Purba M.Kes

Policy makers have to implemented sustainable transport in broader system towards innovations and value configuration within pull measures policy both locally