Sunday, October 7, 2012

HAL 2 BAB 2 KIMIA DASAR 1 STKIP MUHAMMADIYAH SORONG 2012-2013


Penyelidikan serupa dalam daerah ultraviolet oleh Lymen menunjukkan bahwa spektra atom hidrogen yang dihasilkan berhubungan secara matematik satu sama lain dalam deret matematik yang serupa, yakni :
…………………………………………………..2.3
yang juga merupakan bilangan bulat dengan harga: 2, 3, 4, dan seterusnya. Hubungan itu kemudian disebut dengan DERET LYMEN, berada dalam daerah panjang gelombang antara 200 nm sampai 350 nm.
Selain itu, Paschen melakukan riset di daerah infra merah dengan hasil perumusan :
……………………………………………………………..2.4
Dengan nilai b = 4, 5, 6, 7 dan seterusnya. Jika ditinjau dari ketiga deret spektra, maka dapat dinyatakan bahwa ketiga deret matematik yang mewakili frekuensi spektra atom hidrogen memiliki pola persamaan matematik yang sama. Tiga deret tersebut hanya berbeda pada suku pertama yaitu ¼ (untuk deret balmer), 1/1 (untuk deret Lymen) dan 1/9 (untuk deret Paschen). Karena frekuensi suatu garis spektra berbanding lurus dengan energy radiasi, maka kaitan yang sangat erat antara spektra atom dengan struktur energy partikel dalam atom.

2.3. Model Atom Rutherford-Bhor.
Berdasarkan hasil percobaan Thomson tentang electron dan percobaan Rrutherford tentang inti atom, maka Neil Bohr mengungkapkan kaitan antara spektra atom dengan struktur energy dalam atom. Untuk mengerjakan usaha itu, Bohr mengajukan postulat yang kemudian dikenal dengan POSTULAT BOHR, yakni:
1.      Dalam suatu atom, electron bergerak menurut lintasan dengan tingkat energy tertentu, sehingga mereka memiliki energy yang tertentu pula.
2.      Electron dalam atom berada dalam keadaan stasioner, sehingga tidak akan terjadi pancaran cahaya selama bergerak. Jika electron berpindah dari satu tingkat energy yang lebih rendah, maka akan terjadi pancaran radiasi elektromagnetik (cahaya) dengan energy tepat sama dengan selisih energy kedua tingkat tersebut.
3.      Jika suatu electron dalam atom menjalani lintasan lengkung, maka ia akan mematuhi hukum-hukum mekanika biasa, sedangkan momentum angular yang di timbulkan oleh gerakan ini selalu merupakan bilangan bulat dari h/(2π).


Gambar. 2.5. Model atom Bohr

Borh menyusun model atom yang dikenal sebagai model atom Rutherford-Bohr. Bohr menyatakan bahwa apabila suatu electron (massa m) dalam atom yang bermuatan +ze ( z = jumlah proton) maka electron itu akan mengalami gaya tarik elektrostatik inti sebesar:

………………………………………………………………………………….2.5.

Ilustrasi perpindahan electron menurut Bohr ditampilkan pada Gambar. 2.1.

      Oleh karena electron bergerak melingkar, maka jika electron bergerak dengan kecepatan v, electron itu akan mengalami kecepatan v2/r. Gerakan electron akan mengikuti hukum Newton II sesuai postulat Bohr ke tiga. Hukum Newton II yang diksud adalah gaya dan percepatan suatu benda yang bergerak harus memenuhi hubungan: Gaya = massa x percepatan.

…………………………………………………………………………..2.6




 














Gambar. 2.2. Ilustrasi atom hidrogen menurut Bohr. Satu electron ditampilkan dalam orbit mengelilingi inti atom (satu proton)

Berdasarkan perumusan2.6. maka electron seakan-akan dapat menduduki ruangan di sekitar inti atom pada jarak r. Akan tetapi, Bohr memberikan pembatasan terhadap momentum angular yang timbul karena gerakan itu melalui postulat ke tiganya, yang secxara matematik dapat dinyatakan:

…………………………………………………………….………………2.7.

Dengan nvr adalah momentum angular dan n merupakan bilangan bulat yang berharga 1, 2, 3, 4, dan seterusnya.
Apabila batasan ini dikenakan pada persamaan 2.6. maka akan didapat:

………………………………………………2.8.

Dengan

……………………………………………………2.9.

Persmaan itu sering disebut dengan Jari-Jari Atom Bohr.
Tidak setiap harga r dibolehkan untuk electron dalam atom, melainkan dibatasi oleh n. sebagai contoh, untuk atom hidrogen (z = 1) hanya akan memiliki harga r sebesar ao, 4 ao, 9 ao, 16 ao, dan seterusnya. Electron dalam atom hanya boleh berada pada jarak tertentu dari inti atom. Untuk menghitung energy suatu electron yang berjarak r dari inti atom dapat dilakukan dengan menerapkan hukum kekekalan energy, yang menyatakan bahwa energy total yang dimilki oleh suatu benda merupakan jumlah dari energy kinetic dan energy potensial benda itu, sehingga:

……………………………………………………………………2.10

Dengan memodifikasi persamaan 2.6. akan diperoleh ;

……………………………………………………………………………2.11

Yang apabila disubtitusikan ke dalam persamaan 2.10. akan menghasilkan:

……………………………………………………………………………2.12.

Harga r pada persamaan 2.8. disubtitusikan ke dalam persamaan 2.12 maka diperoleh:

……………………………………………...2.13

Dengan n = 1, 2, 3, 4, dan seterusnya.

Persamaan diatas menunjukkan bahwa energy suatu electron dalam suatu atom adalah tertentu. Gambar. 2. 3. Menunjukkan tingkat yang dimungkinkan dimiliki oleh electron-elektron dalam atom.
Kedudukan elektrom dalam atom dinamakan Lintasan Elektron. Bohr menyatakan bahwa lintasan dengan n = 1 dinamakan kulit K, untuk n = 2 dinamakan kulit L, selanjutnya n = 3 dinamakan kulit M dan seterusnya. Walaupun secara teoritis tingkat energy setiap lintasan dapat dihitung, tetapi dalam percobaan dalam ini sama sekali tidak mungkin. Berdasarkan postulat Bohr ke dua, maka spektra garis suatu atom dapat ditafsirkan sebagai akibat terjadinya perpindahan electron dari suatu tingkat energy electron ke tingkat energy yang lebih rendah. Oleh karena itu, energy spektra itu merupakan selisih antara dua tingkat energy electron dalam atom yang terlibat dalam perpindahan. Apabila dipilih dua tingkat energy yang terlibat dalam perpindahan electron memilki harga n = a dan harga n = b (a

………………………………………………………2.14

Apabila dipilih a = 1, a = 2, dan a = 3 untuk atom hidrogen (z = 1) dan diadakan subtitusi pada semua besaran konstan dalam persamaan 2.14., maka akan diperoleh persamaan yang tepat dengan Deret Lymen, Deret Balmer dan Deret Paschen.


 



















Gambar. 2.3. Tingkat energy electron dalam atom.

No comments:

Post a Comment