Model Atom Bohr

         Blog KoKim - Setelah mempelajari artikel "teori kuantum Max Planck", pada artikel ini kita lanjutkan dengan pembahasan materi Model Atom Bohr. Pada tahun 1913, Niels Bohr menggunakan teori kuantum untuk menjelaskan spektrum unsur. Bohr memilih hidrogen sebagai model untuk teorinya, hal ini mudah dimengerti karena hidrogen mempunyai atom yang paling sederhana (satu proton dan satu elektron)(James E. Brady, 1990).

         Berdasarkan pengamatan diketahui bahwa unsur-unsur menghasilkan spektrum garis di mana tiap unsur mempunyai spektrum yang khas. Menurut Bohr, spektrum garis menunjukkan bahwa elektron dalam atom hanya dapat beredar pada lintasan-lintasan dengan tingkat energi tertentu. Pada lintasan itu, elektron dapat beredar tanpa pemancaran atau penyerapan energi. Lintasan elektron tersebut berupa lingkaran dengan jari-jari tertentu yang disebut sebagai kulit atom.

         Pada keadaan normal, elektron akan mengisi kulit-kulit dengan tingkat energi terendah, yaitu dimulai dari kulit K, L, dan seterusnya. Keadaan dimana elektron mengisi kulit-kulit dengan tingkat energi terendah disebut tingkat dasar (ground state). Jika atom mendapat energi dari luar (misalnya dipanaskan, diberi beda potensial), maka elektron akan menyerap energi yang sesuai sehingga berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Keadaan di mana ada elektron yang menempati tingkat energi yang lebih tinggi disebut keadaan tereksitasi (excited state).

Gambar: model atom Bohr

         Perpindahan elektron dari tingkat elektron lebih rendah ke tingkat energi lebih tinggi disertai penyerapan elektron. Sebaliknya, perpindahan elektron dari tingkat elektron lebih tinggi ke tingkat elektron lebih rendah disertai pelepasan elektron, yaitu berupa radiasi elektron magnet. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah tertentu elektron, yang harganya sama dengan selisih kedua tingkat elektron tersebut.

$ \begin{align} \Delta E = E_f - E_i \end{align} $
Keterangan :
$ \Delta E = \, $ elektron yang menyertai perpindahan elektron (joule)
$ E_f = \, $ tingkat elektron akhir (joule)
$ E_i = \, $ tingkat elektron mula-mula (joule)

Dari percobaan yang dilakukan, Bohr merumuskan sebagai berikut.
1. Elektron bergerak mengelilingi inti atom dengan lintasan (orbit) tertentu, dengan
momen sudut kelipatan dari $ \frac{h}{2\pi} \times h = \, $ ketetapan Planck.
2. Selama elektron bergerak pada lintasannya, maka energinya akan tetap, sehingga tidak memancarkan elektron.
3. Selama bergerak mengelilingi inti, elektron dapat berpindah naik atau turun dari satu lintasan ke lintasan yang lain.

         Karena perpindahan elektron berlangsung antara kulit yang sudah tertentu tingkat energinya, maka atom hanya akan memancarkan radiasi dengan tingkat elektron yang tertentu pula. Dengan demikian dapat dijelaskan penyebab elektron unsur berupa elektron garis. Bohr menggunakan atom hidrogen sebagai model, dan dia berhasil merumuskan jari-jari lintasan dan energi elektron.

Jari-jari lintasan ke-$n$ dalam atom elektron memenuhi rumus:
       $ \begin{align} r_n = n^2 . a_0 \end{align} $
Keterangan :
$ n = \, $ kulit ke-1, 2, dan seterusnya
$ a_0 = 0,53 \, A \, $ (53 pm)
dengan (1 pm = 10$^{-12}$ m)

Energi lectron pada lintasan ke-$n$ adalah:
       $ \begin{align} E_n = - \frac{R_H}{n^2} \end{align} $
Keterangan :
$ R_H = \, $tetapan (2,179 $\times 10^{-18} $ J)

Meskipun teori atom Niels Bohr mampu menerangkan elektron-elektron gas dan elektron atom berelektron tunggal (seperti He$^+$ dan Li$^{2+}$), tetapi tidak mampu menerangkan elektron atom berelektron lebih dari satu. Oleh karena itu, dibutuhkan penjelasan lebih lanjut mengenai gerak partikel (atom).

       Demikian pembahasan materi Model Atom Bohr. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan hipotesis louis de broglie.


Tidak ada komentar:

Posting Komentar