MODEL ATOM BOHR

 

Kelompok 7

Ifa Soraya Salsalbila                19630028

Finka Indah Endiartin             19630032

Imamatus Shaleha                   19630105

Nanda Ayu Fajriah                  210603110072

Widya Dhana Juniar Sutanti   210603110081

 

MODEL ATOM BOHR

Pada tahun 1913, Ernest Rutherford mempunyai murid yang bernama Niels Hendrick David Bohr, fisikawan berkebangsaan Denmark, Niels Bohr ini mengembangkan teori Rutherford mengenai struktur dan sifat-sifat atom. Teori atom Bohr ini pada prinsipnya menggabungkan teori kuantum Planck dan teori atom Ernest Rutherford. Yang mana Niels Bohr ini berusaha memperbaki kegagalan Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen dengan menjelaskan kestabilan atom dan spektrum garis atom hidrogen. Bohr mengemukakan bahwa apabila elektron dalam orbit atom menyerap suatu kuantum energi, elektron akan meloncat keluar menuju orbit yang lebih tinggi dan sebaliknya.  

Model atom Bohr yang didasarkan dengan model atom Rutherford, tetapi dapat menjelaskan kestabilan atom tersebut. Model atom ini didasarkan atas beberapa postulat, sebagai berikut :

1.      Elektron pada atom hidrogen mengelilingi inti pada lintasan stasioner dengan tingkat energi tertentu tanpa disertai pemancaran atau penyerapan energi.

2.      Energi elektron pada waktu mengorbit inti atom berbanding lurus dengan jarak elektron dari inti atom.

3.      Hanya orbit-orbit dengan energi tertentu yang terdapat dalam atom atau energi elektron terkuantisasi.

4.      Orbit yang dibolehkan adalah orbit yang memiliki momentum sudut (angular momentum ) dengan harga kelipatan bilangan bulat dari ketetapan plank dibagi dengan 2π. Postulat ini merupakan dasar untuk tidak dibolehkannya elektron mengorbit inti atom dengan orbit spiral yang menyebabkan atom jatuh ke dalam inti.

5.      Cahaya diserap ketika elektron pindah dari suatu orbit ke orbit dengan tingkat energi lebih tinggi dan sebaliknya.

6.      Besarnya energi cahaya yang diserap atau dipancarkan ketika elektron berpindah adalah sama dengan perbedaan tingkat energi dari dua orbital tersebut.

Neils Bohr, dalam teorinya mengemukakan bahwa elektron-elektron hanya menempati orbit-orbit tertentu disekitar inti atom, yang mana masing-masing terkait sejumlah energi berkelipatan atau terkuantisasi dari suatu nilai kuantum dasar.

Menurut Bohr:

“Ada aturan dalam fisika kuantum yang hanya mengizinkan sejumlah elektron dalam setiap orbital. Orbital yang paling dekat dengan inti hanya memiliki ruang untuk dua elektron.

Gambar 1. Model Atom Bohr

Niels bohr mengusulkan pada penemuannya bahwa electron berputar disekitar inti dalam orbit tertentu dan orbit ini dikaitkan dengan energy tertentu atau disebut kulit atom atau tingkat energi. Orbit atau kulit ini diwakili oleh huruf K (2 elektron),L (8 elektron), M(18 elektron), dan N(32 elektron) atau dengan angka 1,2,3,4,.. jumlah maksimum electron yang dapat ditampung pada orbit tertentu adalah 2n² dengan n jumlah orbit. Yang diusulkan model ini bahwa jumlah maksimum electron yang dapat ditampung tingkat terluar adalah 8. Dan orbit yang dekat dengan nucleus memiliki energy minimum dan orbit terjauh memiliki energy maksimum. Electron bohr dapat memancarkan energy ke keadaan semula atau tingkat energy berikutnya.

Pada model atom bohr untuk hydrogen ini terdapat suatu cahaya spektrum, dimana spektrum ini tergantung energy level n yaitu n= 1, n=2, n=3, n=4 dan seterusnya. Ketika electron ini memiliki trasnsisi yang lebih tinggi ke yang lebih rendah terbentuklah series spketrum hydrogen. Untuk panjang gelombang yang dipancarkan setiap perbedaan energy level ini memenuhi persamaan Rydber sebagai berikut :

1/λ = R (1/n²-1/n2²)

Dimana,

 = Panjang gelombang

R = Konstanta ryberg (1,097x10⁷ m^-1)

n1 = Bilangan kuantum yang lebih tinggi

n2 = Bilangan kuantum yang lebih rendah

Bergantung pada nilai n1 spektrom hydrogen ini memiliki deret tertentu. Ketika n1 = 1, n2 = 2,3,4, ….. deret ini disebut dengan deret lyman

n2 = 2, n2 = 3,4,5, ….. deret ini disebut dengan deret Balmer

n2 = 4, n2 = 4,5,6, …. .deret ini disebut dengan deret Paschen

n2 = 4, n2 = 5,6,7, ..… deret ini disebut dengan deret Bracket

n2 = 5, n2 = 6,7,8 …... deret ini disebut dengan deret Pfunt

 

Tingkat Energi dari atom Hidrogen

    Pada tahun 1911, E. Rutherford mengusulkan model struktur atom berdasarkan pada studi eksperimental mengenai partikel α (aliran atom helium) yang dipancarkan oleh lembaran tipis logam seperti lembaran tipis emas. Pada model ini, sebuah atom hidrogen terdiri atas sebuah proton dan sebuah elektron yang berputar di sekitar proton.

Bohr berhasil menurunkan persamaan tingkat energi dari atom hidrogen pada tahun 1913 dengan memperkenalkan suatu ide baru dalam sistem fisis dari sebuah elektron yang bergerak di sekitar proton pada jarak yang konstan dengan radius r. Gerak memutari dari sebuah elektron dengan kecepatan v di sekitar sebuah proton dengan radius r memberikan persamaan berikut yang menghubungkan gaya listrik dari hukum Coulomb dan gaya sentripetal dari gerak memutar.                                                    

                                                        

                                                      (Persamaan1)

Di sini, bagian sisi kiri dari persamaan di atas adalah gaya Coulomb dan bagian sisi kanan adalah gaya sentripetal. Secara umum, gaya sama dengan (masa) x (percepatan), berdasarkan hukum Newton tentang gerak. Dalam kasus ini, masa adalah masa elektron m, dan gaya sentripetal adalah v²/ r . Bohr mengasumsikan sebuah kondisi kuantum yang meminta sebuah produk operasi antara momentum (masa, m x kecepatan, v) dengan keliling lingkaran (2πr) sebagai perkalian konstanta Planck, h dengan bilangan bulat.

                                                                            

  (Persamaan 2)

Jika kondisi ini tidak dipenuhi, sistem tidak akan dapat berada pada kondisi yang stabil. Dari persamaan (1) dan (2), radius dari orbit lingkaran dalam keadaan stasioner diturunkan sebagai berikut,

 

 (Persamaan 3)

                                                                                                          

 

Energi total electron atom hydrogen.

energi yang didapatkan dari perpindahan atau pergeseran electron yang mana menghasilkan suatu energi pergeseran atau energi kinetic. Turunan dari energi kinetic tersebut akan menghasil energi total atom hydrogen yaitu :                                                

 

 E_n didapatkan dari distribusi nilai r kedalam rumus.

 

Model atom bohr untuk atom berelektrom tunggal

    Dikarenakan pada model ini ditemukan hanya ada elektron tunggal pada atom maka memiliki kemungkinan muatan dari electron inti dapat lebih besar dari muatan satuan. Muatan inti berkaitan dengan gaya electrostatic (coloumb) yang mana muatan suatu inti dapat di temukan dari rumus sebagai berikut.

 

 

Contoh dari atom bermuatan tunggal yaitu He⁺ dan Li²⁺ 

jika dihitung nilai muatan dari setiap kulih dapat ditemukan grafik yaitu

 

 

 

 Dari grafik diatas dapat di simpulkan bahwa tingkat energi terkuantisasi  dengan tingkatan kulit yaitu berbanding lurus. Yang mana semakin luar suatu electron maka energi terkuantisasiny semakin besar pula.

Niels bohr dalam penelitiannya atom tetap terdapat kekurangan yaitu sebagai berikut :

1.     1.  Bohr hanya dapat menjelaskan spektrum gas hidrogen, tidak dapat menjelaskan spectrum dari unsur        yang jumlah elektronnya lebih dari satu.

2.     2. Tidak dapat menjelaskan adanya garis-garis halus pada spectrum gas hydrogen.

3.    3. Menurut Bohr lintas edar suatu elektron dalam atom berupa lingkaran. Tetapi hal ini dipatahkan oleh      Sommerfeld, bahwa lintasan edar elektron  dalam atom berupa elips.

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P., and J. de Paula.2001.Physical Chemistry. New York, NY: W.H. Freeman and Company

Effendy. 2017. Molekul, Struktur,dan Sifat-Sifatnya. Malang: Indonesian Academic Publishing.

Gribbin, Jhon. 2005. Fisika Modern.Jakarta: Erlangga

Kragh,Helge. 2012. The Bohr Mode of Atonomic Structure 1913-1925. United Kingdom: Oxford University Press.

Onho, Koichi.2004. Buku Teks Online Kimia Kuantum. Tokyo: Iwanami Shoten

 

 

 

 

 

 

Dari grafik diatas dapat di simpulkan bahwa tingkat energi terkuantisasi  dengan tingkatan kulit yaitu berbanding lurus. Yang mana semakin luar suatu electron maka energi terkuantisasiny semakin besar pula.

Niels bohr dalam penelitiannya atom tetap terdapat kekurangan yaitu sebagai berikut :s

1.      Bohr hanya dapat menjelaskan spektrum gas hidrogen, tidak dapat menjelaskan spectrum dari unsur yang jumlah elektronnya lebih dari satu.

2.      Tidak dapat menjelaskan adanya garis-garis halus pada spectrum gas hydrogen.

3.      Menurut Bohr lintas edar suatu elektron dalam atom berupa lingkaran. Tetapi hal ini dipatahkan oleh Sommerfeld, bahwa lintasan edar elektron  dalam atom berupa elips.

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P., and J. de Paula. Physical Chemistry. New York, NY: W.H. Freeman and Company, 2001

Effendy. 2017. Molekul, Struktur,dan Sifat-Sifatnya. Malang: Indonesian Academic Publishing.

Gribbin, Jhon. 2005. Fisika Modern.Jakarta: Erlangga

Kragh,Helge. 2012. The Bohr Mode of Atonomic Structure 1913-1925. United Kingdom: Oxford University Press.

Onho, Koichi.2004. Buku Teks Online Kimia Kuantum. Tokyo: Iwanami Shoten