Sejarah Model Atom (Bagian
2)
Setelah kita membahas tentang sejarah model atom (bagian 1)
yang telah dikemukakan oleh para ilmuan mulai dari John Dalton, J.J. Thomson, Ernest Rutherford, dan Niels Bohr, kini
saatnya kita membahas sejarah model atom
(bagian 2).
Teori yang akan dibahas pada artikel ini yaitu teori Sommerfeld, teori Bohr-Sommerfeld, dan teori Mekanika
Kuantum. Yuk kita pelajari bareng-bareng ! JJJ
Teori Sommerfeld
Teori Bohr telah membahas garis-garis spektrum hidrogen,
tetapi tidak memberi penjelasan tentang peruraian garis-garis spektrum menjadi
garis-garis yang lebih lembut (stuktur lembut) jika percobaan dilakukan dengan
spektroskop dengan daya urai yang lebih kuat. 
Karena itulah Sommerfeld menetapkan bahwa orbit-orbit
elektron tidak hanya berbentuk lingkaran tetapi mungkin juga berbentuk elips
dan bentuk lingkaran itu hanyalah suatu bentuk khusus dari pada elips. Dalam
gerakan suatu elektron mengelilingi inti atom, maka gerakan itu akan terganggu oleh
pengaruh muatan positif inti atom , sehingga berbentuk elips. Kecepatan
elektron adalah terbesar pada posisi terdekat dari inti atom dan terkecil bila terjauh dari
inti atom. Kecepatan yang
terus-menerus berubah itu menyebabkan
massa efektif dari elektron juga berubah-ubah dan ini semua mengakibatkan orbit elektron bergeser. Pergeseran orbit
menyebabkan energi dari elektron agak
berubah sehingga terjadi stuktur lembut
pada spektrumnya.
Akibat-akibat modifikasi teori Bohr oleh Sommerfeld:
a.
Orbit-orbit stasioner dari Bohr (tingkatan
energi) masih terbagi lagi atas beberapa sub level yang masing-masing energinya
berselisih sedikit karena perbedaan bentuk orbit.
b.
Adanya orbit-orbit elektron yang saling
berpenetrasi.
Distribusi Elektron Menurut teori Bohr-Sommerfeld
Meskipun teori Bohr-Sommerfeld tidak dapat dipakai untuk
menerangkan keadaan energi dari atom-atom yang berisi lebih dari satu elektron,
namun masih berharga untuk menerangkan secara kualitatif sifat-sifat kimia dan
sifat-sifat fisika dari atom-atom yang kompleks sebab dapat memberi
gambaran yang mudah dan jelas tentang
keadaan atom , meskipun sebenarnya gambaran itu kurang teliti.
Sebagai bahan pelengkap untuk menyusun distribusi elektron atom-atom unsur berdasarkan
model atom hidrogen dari Bohr digunakan:
1. Penemuan
Moseley tentang spektrum sinar X
dari berbagai unsur yang terdiri dari garis-garis spektrum K, L, M, dst dan
adanya hubungan kuantitatif antara frekuensi dari garis-garis tesebut dengan nomor
atom unsur-unsur yang diperiksa.
2. Lewis dan Kossel yang menyatakan bahwa gas-gas mulia bersifat inaktif karena
kulit elektronnya yang terluar berisi 8 elektron dan isi elektron dari
kulit-kulit dalamnya telah mencapai maksimum. Kecuali Helium yang hanya
mempunyai 2 elektron.
3. Langmuir yang menyempurnakan pernyataan
dari Lewis dan Kossel tersebut.
4. Postulat-postulat
Bury
yang menyatakan :
a. Isi
elektron maksimum suatu kulit adalah 2n2 untuk n = nomor kulit
Kulit ke-1 = kulit K berisi maksimal 2 elektron
Kulit ke-2 = kulit L berisi maksimal 8 elektron
Kulit ke-3 = kulit M berisi maksimal 18 elektron
Kulit ke-4 = kulit N berisi maksimal 32 elektron, dst
b. Kulit
elektron terluar suatu atom tidak dapat berisi lebih dari 8 elektron
c. Suatu
kulit elektron tidak mungkin berisi lebih dari 8 elektron sebelum kulit
elektron berikutnya terbentuk.
5. Sistem
periodik unsur.
(penjelasan
lebih lanjut tentang stuktur atom akan dibahas di artikel Struktur Atom)
Teori Atom Mekanika Kuantum
Menurut Niels Bohr, elektron mengelilingi inti atom pada tingkat-tingkat energi (kulit) tertentu dan elektron dapat berpindah dari tingkat energi
satu ke tingkat energi lain. Model atom Bohr ini ternyata memiliki dua kelemahan yaitu :
pertama, Hanya dapat menerangkan spektrum
atom yang sederhana seperti hidrogen, tetapi tidak dapat menerangkan lebih rumit (nomor atom lebih dari 1), misalnya atom
helium. Spektrum Helium yang
bernomor atom 2 tidak dapat di jelaskan oleh teori atom Bohr ini. Kedua, teori Bohr tidak dapat
menjelaskan pengaruh medan magnet dalam atom hidrogen, seperti mengapa spektrum hidrogen memiliki garis-garis tambahan ketika di
pengaruhi medan magnet.
Ketidakmampuan model atom Bohr menerangkan struktur atom selain Hidrogen
dan gejala atom dalam
medan magnet di sempurnakan oleh ahli Fisika Prancis, Louis de Broglie pada
tahun 1924. Menurut de Broglie, Selain
bersifat partikel, elektron dapat bersifat gelombang, sedangkanNiels Bohr berpendapat bahwa elektron adalah partikel. Teori de Broglieini
berlandaskan pada persamaan Einstein untuk foton (E = hf) dan di
kenal dengan nama teori gelombang
de broglie. Secara matematika,
Teori gelombang de Broglie dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.
λ = h/mv
λ = panjang
gelombang partikel
h = tetapan Planck = 6,63 x 10-34 J.s
v = kecepatan partikel yang bergerak
m = massa partikel
Pendapat de Broglie kemudian di kaji lebih mendalam oleh fisikawanAustria Erwin
Schrodinger pada 1926. Ia mengutak-atik teori gelombang de Broglie ke dalam suatu bentuk persamaan matematika dan
berhasil merumuskan persamaan Schrodinger.
Berdasarkan teori Schrodinger ini, posisi elektron dalam kulit elektrontidak dapat di tentukan dengan pasti. Jadi,
berdasarkan teori Schrodinger,gerak
jatuh elektron tidak mengikuti persamaan
gerak newton yang menjadi rujukan model atom Bohr.
Persamaan Schrodinger di dukung oleh Werner Heisenberg yang menyatakan Prinsip Ketidakpastian Heisenberg. Berdasarkan Prinsip
Ketidakpastian Heisenberg, Sifat alam
semesta tidak memungkinkan posisi suatu partikel yang sedang bergerak dapat di
tentukan dengan pasti. Persamaan Schrodinger dan prinsip ketidakpastian
Heisenberg ini melahirkan Model
atom Mekanika Kuantum. Menurut Model atom ini,Struktur atom dapat di
simpulkan sebagai berikut.
1. Posisi elektron
dalam atom tidak dapat di tentukan dengan pasti
2. Atom mempunyai kulit elektron
3. Setiap kulit elektron memiliki subkulit elektron
4. Setiap subkulit elektron memiliki sub-subkulit elektron (orbital)
5. Elektron memiliki arah rotasi terntentu.
Jadi, model atom
mekanika kuantum dapat di analogikan dengan ilustrasi sebagai berikut :
“suatu perumahan (kulit) terdiri atas rumah-rumah
(subkulit), setiap rumah terdiri atas kamar-kamar (sub-subkulit/orbital)”
Nah, gimana teman, apakah kamu sudah paham tentang sejarah
model atom??? Kalau belum paham, baca dan pelajari lagi artikel diatas ya..
kalau sudah paham berarti kamu adalah teman yang pintar. JJJ
Tidak ada komentar:
Posting Komentar