fisika Bilangan kuantum teori atom

c
 
 

  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 reaksi͟. Sedangkan Prouts menyatakan bahwa ͞Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap͟. Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut: £V Ytom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi. £V Ytom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atomatom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda. £V Ytom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen. £V Ytom suatu unsur sama memiliki sifat yang sama, sedangkan atom unsur berbeda, berlainan dalam massa dan sifatnya. £V Senyawa terbentuk jika atom bergabung satu sama lain. £V eaksi kimia hanyalah Ô
Ô dari atom-atom, sehingga tidak ada atom yang berubah akibat reaksi kimia. eaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Hipotesa Dalton digambarkan dengan model atom sebagai bola pejal seperti pada tolak peluru. Seperti gambar berikut ini:. Kelebihan teori atom dalton : £V Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom Kekurangan teori atom Dalton : £V Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik. £V Ytom bukanlah sesuatu yang tak terbagi, melainkan terdiri dari partikel subatom £V Ytom-atom dari unsur yang sama, dapat mempunyai massa yang berbeda ( disebut Isotop ) £V Ytom dari suatu unsur dapat diubah menjadi atom unsur lain melalui eaksi Nuklir £V |eberapa unsur tidak terdiri dari atom -atom melainkan molekul-molekul £V Tidak dapat menjelaskan perbedaan antara atom unsur yang satu dengan unsur yang lain £V Tidak dapat menjelaskan cara atom-atom saling berikatan D     |erdasarkan 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. Ytom 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 Ytom Thomson. Yang menyatakan bahwa: V

V Ô  V
V

 VV ÔV
 VV V Ô ÔVV V VV  V Ô
V Model atom ini 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. Model atom Thomson dapat digambarkan sebagai berikut:. Kelebihan £V Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. |erarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur. Kelemahan £V Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut. D         . Gambar 4 J.J.Thomson. Percobaan tabung sinar katoda pertama kali dilakukan William Crookes (1875). Hasil eksperimennya adalah ditemukannya seberkas sinar yang muncul dari arah katoda menuju ke anoda yang disebut sinar katoda. George Johnstone Stoney (1891) yang memberikan nama sinar katoda disebut.

͞elektron͟. Kelemahan dari Stoney tidak dapat menjelaskan pengertian atom dalam suatu unsur memiliki sifat yang sama sedangkan unsur yang berbeda akan memiliki sifat berbeda, padahal keduanya sama-sama memiliki elektron. Yntoine Henri |ecquerel (1896) menentukan sinar yang di pancarkan dari unsur-unsur adioaktif yang sifatnya mirip dengan elektron. Joseph John Thomson (1897) melanjutkan eksperimen William Crookes yaitu pengaruh medan listrik dan medan magnet dalam tabung sinar katoda. Gambar 5 Eksperimen J.J Thomson Hasil percobaannya membuktikan bahwa ada partikel bermuatan negatif dalam suatu atom karena sinar tersebut dapat dibelokkan ke arah kutub positif medan listrik. berdasarkan besarnya simpangan sinar katode dalam medan listrik, Thomson dapat menentukan nisbah muatan terhadap massa (nilai e/m) dari partikel sinar katode sebesar 1.76 x 108 Coulomb/gram. |erdasarkan 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 d an selanjutnya disebut elektron. Ytom 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, Thoms on memperbaiki kelemahan dari teori atom dalton dan mengemukakan teori atomnya yang dikenal sebagai Teori Ytom Thomson. Yang menyatakan bahwa: V

V Ô  V
V

 VV ÔV
 VV V Ô ÔVV V VV  V Ô
V Model atom ini 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. Model.

atom Thomson dapat digambarkan sebagai berikut:. Kelebihan £V Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. |erarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur. £V Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatifdalam atom. |erarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur. Selain itu juga memastikan bahwa atom tersusun dari partikel yang bermuatan positif dan negatif untuk membentuk atom netral. Juga membuktikan bahwa electron terdapat dalam semua unsur Kelemahan £V Model Thomson ini tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut. |esarnya muatan dalam elektron ditemukan oleh obert Yndrew Milikan (1908) melalui percobaan tetes minyak Milikan seperti gambar di bawah ini. Gambar 6 Eksperimen Milikan Minyak disemprotkan ke dalam tabung yang bermuatan listrik. Ykibat gaya tarik gravitasi akan mengendapkan tetesan minyak yang turun. |ila tetesan minyak diberi muatan negatif maka akan tertarik kekutub positif medan listrik. milikan menemukan menemukan bahwa muatan tetes-tetes minyak selalu bulat dari suatu muatan tertentu, yaitu 1.602 x 1019 coulomb. Hasil percobaan Milikan dan Thomson diperoleh muata n elektron ʹ1 dan massa elektron 0, sehingga elektron dapat dilambangkan.

Data Fisis Elektron : e/m = 1.76 x 108 Coulomb/gram e = 1.602 x 10-19 coulomb maka massa elektron = 9.11 x 10-28 gram Setelah penemuan elektron, maka teori Dalton yang mengatakan bahwa atom adalah partikel yang tak terbagi, tidak dapat diterima lagi. Pada tahun 1900, J.J Thomson mengajukan model atom yang menyerupai roti kismis. Menurut Thomson, atom terdiri dari materi bermuatan positif dan didalamnya tersebar elektron bagaikan kismis dalam roti kismis. ˜      
 . VVVVVV V
ÔV V Pada tahun 1913, pakar fisika Denmark bernama Neils |ohr memperbaiki kegagalan atom utherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Penjelasan |ohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari utherford dan teori kuantum dari Planck, diungkapkan dengan empat postulat, sebagai berikut: £V 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. £V Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap. £V Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ȴE = hv. £V Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut 
 V. |esarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2ѓ atau nh/2ѓ, dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck. Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebutV  V Ô
Vatau  V  Ô Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya..

Percobaan |ohr. Kelebihan £V Ytom |ohr adalah bahwa atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron. Kelemahan Model Ytom |ohr: £V Tidak dapat menerangkan atom berelektron banyak. £V Tidak dapat menerangkan pengaruh medan magnet terhadap spektrum atom (kelemahan ini dapat diperbaiki oleh Zeeman, yaitu setiap garis pada spektrum memiliki intensitas dan panjang gelombang yang berbeda). £V Tidak dapat menerangkan kejadian ikatan kimia. SPEKT M YTOM HIDOGEN Gas hidrogen ditempatkan dalam sebuah tabung lucutan gas. Tabung lucutan gas diberi beda potensial yang tinggi, sehingga terjadi lucutan muatan listrik. Gas hidrogen menjadi bercahaya dan memancarkan cahaya merah kebiru-biruan. Cahaya ini dapat dianalisis dengan sebuah spektrograf (alat untuk menyelidiki spectrum). Pada pelat foto kita amati deretan garis-garis cahaya. Setiap garis menampilkan sebuah panjang gelombang cahaya yang diberikan oleh sumber cahaya. Spektrum garis dalam cahaya tampak terdiri dari empat garis: 410,2 nm, 486,2 nm, dan 656,3 nm. Pada tahun 1884, J.J. |almer, seorang guru matematika Swiss, mendapatkan bahwa panjang gelombang ini (dalam nm) dapat ditampilkan dengan satu rumus tunggal. umus |almer adalah  ü
  

 
     .

Tahun 1890, ydberg menemukan rumus serupa pada unsur -unsur alkali Li, Na, K, dan Cs. Ia juga mengusulkan bahwa rumus deret dapat ditulis sebagai perbedaan antara dua variable (peubah). ntuk deret |almer spektrum hidrogen d inyatakan dengan rumus l l l      

 
     ü.  dengan  = 1,097 x 10 7 m-1 Deret |almer bukanlah satu-satunya spektrum garis yang dihasilkan atom-atom hidrogen. Deret-deret lainnya didapatkan dalam daerah  ÔVdengan batas panjang gelombang antara 121,6 dan 91,2 nm. Daerah ini disebut deret Lyman, sesuai dengan nama penemunya. Deret Lyman ini memenuhi rumus l l l      

  
    l  ü Deret-deret lainnya ditemukan dalam daerah inframerah, dinamakan sesuai dengan nama penemunya, yakni Paschen, |rackett, dan Pfund. Secara umum, rumus deret dapat dinyatakan sebagai l l l      

    ü   ntuk deret Lyman, n=1; |almer, n=2; Paschen, n=3; |rackett, n=4; dan Pfund, n=5 Panjang gelombang terpanjang deret |almer terjadi jika m=3 dan panjang gelombang terpendek terjadi jika m= ~ . Secara umum, ʄ terpanjang diperoleh jika m terkecil dan ʄ terpendek diperoleh jika m terbesar. DYSY TEOI PECO|YYN FYNK DYN HETZ Sebuah atom dapat mengeksitasi ke tingkat energi di atas tingkat energi dasar yang menyebabkan atom tersebut memancarkan radiasi melalui dua cara. Salah satunya adalah tumbukan dengan partikel lain. Pada saat tumbukan, sebagian dari energi kinetik pada partikel akan diserap oleh atom. Ytom yang tereksitasi dengan cara ini akan kembali ke tingkat dasar dalam waktu rata-rata 10-8 detik dengan memancarkan satu foton atau lebih. Cara lainnya adalah dengan lecutan listrik dalam gas bertekanan rendah, sehingga timbul medan listrik yang mempercepat elektron dan ion atomic sampai energi kinetiknya cukup untuk mengeksitasi atom ketika terjadi tumbukan. Misalnya pada lampu neon dan uap air raksa, medan listrik kuat yang terpasang antara elektroda dalam tabung berisi gas menimbulkan emisi radiasi spektral karakteristik dari gas itu yang ternyata merupakan cahaya berwarna kemerah-merahan (dalam kasus neon) dan cahaya kebiru-biruan (dalam kasus uap air raksa) dalam percobaan ini menggunakan uap air raksa sebagai media. Mekanisme eksitasi yang berbeda terpaut jika sebuh atom menyerap sebuah atom cahaya yang energinya cukup untuk menaikkan atom tersebut ke tingkat energi yang lebih tinggi. Jika cahaya putih yang mengandung semua panjang gelombang dilewatkan melalui gas hydrogen, foton dengan panjang gelombang yang bersesuaian dengan transisi antara tingkat energi yang bersangkutan akan diserap. Ytom hidrogen yang tereksitasi yang ditimbulkannya akan memancarkan kembali energi yang eksitasinya hampir saat itu juga, tetapi foton keluar dalam arah yang rambang dengan hanya beberapa daya yang berarah sama dengan berkas semula dari cahaya putih tersebut. Jadi garis gelap dalam spektrum absorbsi tidak 100% hitam dan hanya terlihat hitam karena terjadi kontras dengan latar belakang yang terang. Garis yang seharusnya dalam spektrum absorbsi setiap unsur bersesuaian dengan garis pada spektrum emisi yang menyatakan transisi ke tingkat dasar yang cocok dengan hasil eksperimen (|eisser, 1992). Pada tahun 1914 James Frank dan Gustav Hertz melaporkan energi yang hilang akibat elektron yang melewati uap mercury, dan adanya pancaran sinar ultraviolet dengan panjang.

gelombang 254 nm. Kemudian percobaan Frank -Hertz ini dijadikan percobaan klasik untuk menjelaskaan teori kuantum (Leyboed, internet). Gambaran sederhana mengenai percobaan ini adalah sebagai berikut: dalam tabung elektron-elektron meninggalkan katoda karena dipanasi dengan sebuah filamen pemanas, semua elektron kemudiaan dipercepat menuju sebuah kisi oleh beda potensial yang diatur. Ypabila energi elektron lebih besar dari pada V o, yaitu tegangan perlambat kecil antara kisi dan plat katoda maka elektron dengan energi i eV (elekron volt) dapat menembus kisi dan jatuh pada plat anoda. Yrus elektron yang mencapai plat anoda tersebut dapat diukur menggunakan ampermeter. Semakin banyak elektron yang mencapai anoda maka arus listriknya akan lebih besar. Ytom-atom dalam tabung saling bertumbukan akan tetapi tidak ada energi yang dilepaskan dalam tumbukan ini. Jadi tumbukannya secara elastis sempurna. Dan untuk menghasilkan terjadinya pelepasan energi, maka atom mengalami transisi kesuatu keadaan eksitasi dan hal ini dapat dilakukan dengan cara tabung elektron diisi dengan gas hidrogen, maka elektron akan mengalami tumbukkan dan juga jika tegangan V dinaikkan lagi maka arus listriknya juga akan ikut naik. Pada percobaan ini menggunakan atom mercury atau raksa atau Hidrargium (80Hg200,6) mempunyai sifat-sifat fisis sebagai berikut : £V |ersifat cair dan berwarna putih keperakan £V Nonkunduktor £V Logam yang tidak dapat ditempa £V Tidak mengkilap £V Titik didih pada 630 oK £V Titik lebur pada 234 oK Hydragyrum atau raksa mempunyai konfigurasi sebagai berikut : 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6 Diagram tingkat-tingkat energi untuk air raksa. Dalam masing-masing tingkat eksitasi satu elektron terluar berada dalam keadaan dasar, dan pelambangan tingkat energi dalam diagram bersesuaian dengan elektron terluar (|eiser,1987). METODE PECO|YYN FYNK DYN HETZ Frank dan Hertz menembaki uap berbagai u nsur dengan elektron yang energinya diketahui dengan memakai alat seperti yang terlihat pada gambar 1. perbedaan potensial kecil Vo dipasang diantara kisi dan keping pengumpul, sehingga setiap elektron yang mempunyai energi lebih besar dari harga minimum tertentu memberi kontribusi (sumbangan) pada arus i yang melalui ammeter. Ketika potensial pemercepat V bertambah, elektron yang datang pada keping bertambah banyak dan arus i naik (Gambar 2). Sehingga atom-atom dalam tabung saling bertumbukan akan tetapi tidak ada energi yang dilepaskan dalam tumbukan ini. Jadi tumbukannya secara elastis sempurna..

1. 2.  . c. U . A

A. U1. U2. U3. -+. -+. +-.      1     F - e .      2    e s  s  e e   e c y . e
 jesy  
 3.     3    ! "e c # F c - e . S. UA.

V e$c%&''(V

Vs)
Vj)
V


Ve e& V




Vs


V VseV
V
V


V

V se
V

sV
Ve e


VveVj


V

Vs

V
-
V175°VV
V e


V e

V

V

V



V0VVVse
V e 


V e eeVe e

yVy
Vs

y
V


sV e 


V


Ve

VV 




Vse V e Vse Vs

V
V e


V sy
Vy
V
sV

Ve e eeV


Vc

Ve

y
Vsee
V

Ve

V

V

V j


V 

Ve

-

VVe

V

V
s

V30VVVV

Ve e eeV

V

V e

Ve



y
Vsec

V

V
e
V



V e e
V


Ve

V e
sy
V
V


sVy
V 

V
V 

Vs

V
s

V


Vc

Ve

Vy
V ses



V e
V


sy
V V ASV V. V V V 
VVeV

Vs
V

VS
VVs
V


v eVse

V

Vs
V 
e Ve  
V Ve  
V
V V 
seVs

V
V

s
VsV * +

,  +- 


  
V e



V e
s eVs




V

Vy
V e
c

V

sVe e
eV 
s
y
V

Ve

Vc

y
Vy
V
V

V  
V




V

V 
V e
V

V 
V e


VsesV
c

Ves


sV
c

V
seV
s
y
V


V e
c

VV

V
c

V eeV
seVj


V

V 


VeeV
V e

V




V V 

Ve V
seV.
 -/-V e

j


Vs




Vs

eVc

y
Vy
V e
c

V
j
Ve  
Vy
V  e
sV
Ve

esVy
Vs

Ve
V
s
V y
Vs
V
V
s
sy
VSe
j

y
V



V e
s 
Vse


Vc

y
Vy
V  eeV
V e 

V+ V


V e
V e Ve


V




V
Ve

y
V e



Vy
Vee
j


V
V
seV e
V
 


-s
V e
Vse

VV



V -+
  

V



V e
V


V e
V e



VeV  V 

 V



V   V V 

Ve
sV e
V 

Vsej


V
y
V

c
Vy
V e VV

V c

V Se


V e 

V
seVj


V

Ve

sVse

Ve


VVe
V -V e
V c

y
V
Vs

eV
y
VSy
Vy
V e


V

V ej
Vs

V V e
Vsy
V 

V

Vs
V
j
Ve  
V
s
V
V
s
sVVe

y
VeV

V e e


sVse
VV V S

eVc

y
V



VseeV
V


Vc
 esceV e
c

VV
V eVse



V

V
s
y
V e e
Vse

Ve e
eV
V
j
Ve  
Vy
V


sVS
V eeVs

V e

V

Vs

eVc

y
V



V
 V 

Vej
Ve
V 
s
Vy
V
Ve
V


VVy
V 
c

V e Vs

eVc

y
VSec

V
sV
seV
s
y
V e
c

VV

Vc

y
Vy
Vse Ve
s
sVs
V eeV.

mendekati monokromatik, terdiri dari panjang gelombang tunggal atau satu warna. |eberapa jenis laser, seperti  ÔV dan laser vibronik benda-padat (Ô
V
 V  Ô) dapat memproduksi cahaya lewat jangka lebar gelombang; properti ini membuat mereka cocok untuk penciptaan detak singkat sangat pendek dari cahaya, dalam jangka femtodetik (10 -15 detik). |anyak teori mekanika kuantum dan termodinamika dapat digunakan kepada aksi laser, meskipun nyatanya banyak jenis laser ditemukan dengan cara Ô VV ÔÔ
Ô. Yplikasi Laser Sejak diperkenalkannya laser pada tahun 1960, sebagai  V  VV  , maka dalam perkembangan berikutnya laser telah digunakan secara meluas, dalam bermacam-macam aplikasi modern, termasuk dalam bidang optik, elektronik, optoelektronik, teknologi informasi, sains, kedokteran, industri, dan militer. Secara umum, laser dianggap suatu pencapaian teknologi yang paling berpengaruh dalam abad ke -20. mumnya laser beroperasi dalam spektrum tampak pada frekuensi sekitar 1014 Hertz-15 Hertz atau ratusan ribu kali frekuensi gelombang mikro. Pada awalnya peralatan penghasil sinar laser masih serba besar dan merepotkan. Selain tidak efisien, ia baru dapat berfungsi pada suhu sangat rendah. Sinar laser yang dihasilkan belum terpancar lurus. Pada kondisi cahaya sangat cerah pun, pancarannya gampang meliuk-liuk mengikuti kepadatan atmosfer. Waktu itu, sebuah pancaran laser dalam jarak 1 km, bisa tiba di tujuan akhir pada banyak titik dengan simpangan jarak hingga hitungan meter..  ÔV Ô V

 ÔV  
VV


Ô
ÔV Ô Ô
 VÔV ÔV  ÔÔ VVÔ VÔ V V |eberapa kelebihan laser diantaranya adalah kekuatan daya keluarannya yang amat tinggi sangat diminati untuk beberapa applikasinya. Namun demikian laser dengan da ya yang rendah sekalipun (beberapa miliwatt) yang digunakan dalam pemancaran, masih dapat membahayakan penglihatan manusia, karena pancaran cahaya laser dapat mengakibatkan mata seseorang yang terkena mengalami kebutaan dalam sesaat atau tetap..     .

       

     
 Di dalam fisika atom, model |ohr adalah model atom yang diperkenalkan oleh Niels |ohr pada 1913. Model ini menggambarkan atom sebagai sebuah inti kecil bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bergerak dalam orbit sirkular mengelilingi inti Ͷ mirip sistem tata surya, tetapi peran gaya gravitasi digantikan oleh gaya elektrostatik. Model ini adalah pengembangan dari model puding prem (1904), model Saturnian (1904), dan model utherford (1911). Karena model |ohr adalah pengembangan dari model utherford, banyak sumber mengkombinasikan kedua nama dalam penyebutannya menjadi model utherford-|ohr. Kunci sukses model ini adalah dalam menjelaskan formula ydberg mengenai garisgaris emisi spektral atom hidrogen; walaupun formula ydberg sudah dikenal secara eksperimental, tetapi tidak pernah mendapatkan landasan teoretis sebelum model |ohr diperkenalkan. Tidak hanya karena model |ohr menjelaskan alasan untuk struktur formula ydberg, ia juga memberikan justifikasi hasil empirisnya dalam hal suku-suku konstanta fisika fundamental. Model |ohr adalah sebuah model primitif mengenai atom hidrogen. Sebagai sebuah teori, model |ohr dapat dianggap sebagai sebuah pendekatan orde pertama dari atom hidrogen menggunakan mekanika kuantum yang lebih umum dan akurat, dan dengan demikian dapat dianggap sebagai model yang telah usang. Namun demikian, karena kesederhanaannya, dan hasil yang tepat untuk sebuah sistem tertentu, model |ohr tetap diajarkan sebagai pengenalan pada mekanika kuantum. model atom |ohr memiliki dua gagasan kunci yaitu: Elektron-elektron bergerak di dalam orbitorbit dan memiliki momenta yang terkuantisasi, dan dengan demikian energi yang terkuantisasi. Ini berarti tidak setiap orbit, melainkan hanya beberapa orbit spesifik yang dimungkinkan ada yang berada pada jarak yang spesifik dari inti. Elektron-elektron tidak akan kehilangan energi secara perlahan-lahan sebagaimana mereka bergerak di dalam orbit, melainkan akan tetap stabil di dalam sebuah orbit yang tidak meluruh. Terdapat juga point-point penting lainnya yaitu: Ketika sebuah elektron meloncat dari satu orbit ke orbit lainnya, perbedaan energi dibawa (atau dipasok) oleh sebuah kuantum tunggal cahaya (disebut sebagai foton) yang memiliki energi sama dengan perbedaan energi antara kedua orbit. Orbit-orbit yang diperkenankan bergantung pada harga-harga terkuantisasi (diskret) dari momentum sudut orbital,

menurut persamaan. dimana  = 1,2,3,͙ dan disebut sebagai bilangan kuantum utama, dan  adalah konstanta.


cV V V2V ey


V

V

Vee
V
VV


V1VVe




V e
V


sVeec Vy
V

Vy


V00529V V


sVV e
Vse

V


sV| V Se
Ve eVe

V

VVV 
V
V

V

Ve

V e V e
V
VeV V V  e V| V
y
V



V



Vsse Vs


Ve eVseeV
 V  eV



V. e 

Vy
Ves
sVs


V
V|

VV e
V e




V



s
V
-
V eeV
 V  eV e



V  e V| V V e




V



sV 
s

V

V
V
s

sVse e

V 1VeVse


Ve eV

VV


Vej



VeeVeV
VeeV es
y
V V. V. V V. e
V V=V1V!V4ʋɸ0V
VV


V



Ve eV 2V  e

Vs



Ve eV
y
V e V e  V

V seVee

VV V e
VV=V123͙V
V se

V

V




V



VV


Vs

V
cV
V V 3V eVe

V

VV 


V e V
y
Vc

 VVe
V
y
Vc

 Vs

V e
V
y
Vsee
VV V 4Ve
V e

Ve-2VssVes


V3V e
V V 


V V 5VS



V VssVV ey


VeeVes
Vse 
Ves


V



VeeV ej
V V 6Ve
V eye es

Ves


V2V



VV 


V

Vj
-j
Vy
V ee

V V 7Ve
V e
s


Ves


V6VeVes


V4V

V e e V V 8Ve
V e 
Ve


VssVes


V7V e
VV 


V V 9Ve
V e
s


V

VV

Ves


VeeVes


V5V
Ve


VVV es

s

s
V

V



V V
V V

VeeV

V

VVy
Vee
V
V
 V  eV

V e


Vse

Ve

V V. V.

Dengan memasukkan harga semua konstanta, didapatkan,. Dengan demikian, tingkat energi terendah untuk atom hidrogen (  = 1) adalah -13.6 eV. Tingkat energi berikutnya ( = 2) adalah -3.4 eV. Tingkat energi ketiga ( = 3) adalah -1.51 eV, dan seterusnya. Harga-harga energi ini adalah negatif, yang menyatakan bahwa elektron berada dalam keadaan terikat dengan proton. Harga energi yang positif berhubungan dengan atom yang berada dalam keadaan terionisasi yaitu ketika elektron tidak lagi terikat, tetapi dalam keadaan tersebar. D c
 c c   
  Prinsip ketidakpastian Heisenberg adalah prinsip yang mengatakan bahwa tidak mungkin untuk mengukur dua besaran secara bersamaan, misalnya posisi dan momentum suatu partikel. Perilaku gelombang dari partikel juga berasal dari prinsip ketidakpastian Heisenberg. Ketidakpastian posisi elektron sepanjang layar ȴx adalah diantara jarak celah. Di sisi lain ketidakpastian momentum setidaknya ȴp = ɲp mana ɲ adalah sudut di mana dua celah dilihat dari garis pusat pola interferensi. ȴxȴp ш dɲp = d [(h/p)/d] p = h Konsep geometris lintasan partikel harus ditinggalkan. Sebenarnya, lebih tepatnya pasti adalah posisinya, yang kurang tepat yang pasti adalah momentum. Posisi dan momentum adalah variabel yang tidak kompatibel. Pasangan tidak kompatibel lain variabel momentum sudut dan sudut, atau, dalam teori kuantum lapangan, jumlah quanta dan tahap lapangan. Heisenberg mengemukakan prinsip ketidakpastian dengan implikasi bahwa makin akurat kita mengetahui momentum suatu partikel maka makin tidak akurat kita mengetahui posisinya. ˜      Persamaan gelombang oleh Erwin Schrodinger memperjelas kemungkinan ditemukannya elektron melalui bilangan-bilangan kuantum. Daerah paling mungkin ditemukannya elektron disebut orbital, sehingga bilangan -bilangan akan memperjelas posisi elektron dalam atom. Yda empat bilangan kuantum yang akan kita kenal, yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum Yzimut (I), bilangan kuantum magnetic (m) dan bilangan kuantum spin (s). 1. |ilangan Kuantum tama Dalam model atom |ohr, elektron dikatakan berada di dalam lintasan stasioner.

dengan tingkat energi tertentu. Tingkat energi ini berkaitan dengan bilangan kuantum utama dari elektron. |ilangan kuantum utama dinyatakan dengan lambang  sebagaimana tingkat energi elektron pada lintasan atau kulit ke-. |isa dikatakan bahwa bilangan kuantum utama berkaitan dengan kulit elektron di dalam atom. |ilangan kuantum utama membatasi jumlah elektron yang dapat menempati satu lintasan atau kulit berdasarkan persamaan berikut. Jumlah maksimum elektron pada kulit ke- adalah 22 Tabel 1. Hubungan jenis kulit dan nilai bilangan kuantum utama. Jenis Kulit Nilai (n) K 1 L 2 M 3 N 4 2. |ilangan Kuantum Yzimut (I) Elektron yang bergerak mengelilingi inti atom memiliki momentum sudut. Efek Zeeman yang teramati ketika atom berada di dalam medan magnet berkaitan dengan orientasi atau arah momentum sudut dari gerak elektron mengelilingi inti atom. Terpecahnya garis spektum atomik menandakan orientasi momentum sudut elektron yang berbeda ketika elektron berada di dalam medan magnet. |ilangan kuantum azimut menyatakan sub kulit tempat elektron berada dan bentuk orbital, serta menentukan besarnya momentum sudut elektron terhadap inti. |anyaknya subkulit tempat elektron berada tergantung pada nilai bilangan kuantum utama (n). Nilai bilangan kuantum azimut dari 0 sampai dengan (n - 1). |ila n = 1, maka hanya ada satu subkulit yaitu l = 0. Sedangkan n = 2, maka ada dua subkulit yaitu l = 0 dan l = 1. Seandainya dibuat dalam tabel maka akan tampak sebagai berikut : Tabel 2. Hubungan bilangan kuantum utama dan azimut serta subkulit. |ilangan Kuantum |ilangan Kuantum |anyaknya tama (n) Yzimut (I) SubKulit 1 0 1 2 0, 1 2 3 0, 1, 2 3 4 0, 1, 2, 3 4 Sub kulit yang harganya berbeda-beda ini diberi nama khusus: lV= 0 ; sesuai sub kulit s (s = sharp) V lV= 1 ; sesuai sub kulit p (p = principle) l V2 ; sesuai sub kulit d (d = diffuse) l V3 ; sesuai sub kulit f (f = fundamental) Tabel 3. Hubungan subkulit sejenis dalam kulit yang berbeda pada atom. Kulit Nilai Nilai I Jenis Subkulit n K 1 0 1s L 2 0 2s 1 2p M 3 0 3s 1 3p 2 3d.

N. 4. 0 1 2 3. 4s 4p 4d 4f. 3. |ilangan Kuantum Magnetic (m) Momentum sudut elektron

merupakan sebuah vektor. Jika vektor momentum sudut

diproyeksikan ke arah sumbu yang tegak atau sumbu-z secara tiga dimensi akan didapatkan besar komponen momentum sudut arah sumbu -z dinyatakan sebagai

. bilangan bulat yang berkaitan dengan besar

 adalah . bilangan ini disebut bilangan kuantum magnetik. Karena besar

 bergantung pada besar momentum sudut elektron

, maka nilai  juga berkaitan dengan nilai .  = о , ͙ , 0, ͙ , + misalnya, untuk nilai = 1, nilai  yang diperbolehkan adalah о1, 0, +1. |ilangan kuantum magnetik menyatakan orbital tempat ditemukannya elektron pada subkulit tertentu dan arah momentum sudut elektron terhadap inti. Sehingga nilai bilangan kuantum magnetik berhubungan dengan bilangan kuantum azimut. Nilai bilangan kuantum magnetik antara - l sampai + l. Hubungan antara bilangan kuantum azimut dengan bilangan kuantum magnetik dapat Ynda perhatikan pada tabel 6. Tabel 6. Hubungan bilangan kuantum azimut dengan bilangan kuantum magnetik. |ilangan Tanda |ilangan Kuantum Jumlah Kuantum Orbital Magnetik Orbital Yzimut 0 s 0 1 1 p -1, 0, +1 3 2 d -2, -1, 0, +1, +2 5 3 f -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 7 4. |ilangan Kuantum Spin (s). |ilangan kuantum spin diperlukan untuk menjelaskan efek Zeeman anomali. Ynomali ini berupa terpecahnya garis spektrum menjadi lebih banyak garis dibanding yang diperkirakan. Jika efek Zeeman disebabkan oleh adanya medan magnet eksternal, maka efek Zeeman anomali disebabkan oleh rotasi dari elektron pada porosnya. otasi atau spin elektron menghasilkan momentum sudut intrinsik elektron. Momentum sud ut spin juga mempunyai dua orientasi yang berbeda, yaitu spin atas dan spin bawah. Tiap orientasi spin elektron memiliki energi yang berbeda tipis sehingga terlihat sebagai garis spektrum yang terpisah. |ilangan kuantum spin (s): menunjukkan ÔVperputaran elektron pada sumbunya. Dalam satu orbital,  Vdapat beredar 2 elektron dan kedua elektron ini berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan masing -masing diberi harga spin +1/2 atau -1/2..