STRUKTUR ATOM
GARIS BESAR PEMBAHASAN
•Teori Atom klasik •Teori Atom modern •Percobaan Rutherford •Model atom Bohr •Te •T eori kuantum ku antum dari atom at om
GARIS BESAR PEMBAHASAN
•Teori Atom klasik •Teori Atom modern •Percobaan Rutherford •Model atom Bohr •Te •T eori kuantum ku antum dari atom at om
TERI ATM !"ASI! Teori materi pertama kali diberikan oleh Leucippus, seorang philosop Yunani, yang pada saat itu dia mempelajari dari apa sebenarnya materi itu disusun.
"euci##us
Menurut Leucippus, sesungguhnya bila suatu materi dibelah secara terus menerus akan ada bagian terkecil dari materi tersebut yang tidak bisa dibelah yang dinamakan atomos yang berarti tidak bisa dibelah
LANJUTAN TEORI ATOM KLASIK Teori atom Leucippus dilanjutkan oleh emocritus! emocritus meneran"kan #ah$a semua #enda tersusun dari #a"ian %#a"ian kecil &an" tidak tampak &an" merupakan partikel'partikel &an" tidak #isa dimusnahkan! Atom'atom semuan&a ter#uat dari material dasar &an" sama( tetapi atom'atom dari elemen &an" #er#eda mempun&ai ukuran dan #entuk &an" #er#eda! $emocritus
Ukuran( #entuk dan susunan atom material menentukan si)at'si)at material! ia perca&a ada * elemen &an" mana semua #enda itu di#uat darin&a+ tanah( udara( api dan air!
TERI ATM M$ERN Pada teori atom klasik #ara scientists tidak mem#un%ai metoda atau teknolo&i untuk men&etes kebenaran teori struktur dasar dari materi'sehin&&a #andan&an tentan& teori tadi da#at diterima oran&( $alam abad ke *+ )ohn $alton membuat #ern%ataan b&m atom,atom terikat den&an #erbandin&an tertentu( $alton -u&a men%atakan bah.a atom dari element %an& berbeda ber&abun& den&an #erbandin&an %an& teta#
)ohn $alton
Teori tersebut dan em#at teori %an& lain kemudian dinamakan den&an Teori Atom Modern( $alam teori tersebut din%atakan/ atom tidak da#at dibelah dan dihancurkan' element %an& berbeda men&adun& sifat kimia %an& berbeda dan atom, atom dari elemen %an& sama men&andun& sifat kimia %an& sama
Perkemban&an Teori Atom Modern
)()( Thom#son
)()( Thom#son adalah seseoran& %an& dikenal seba&ai #enemu elektron( Thom#son membuat tabun& sinar katoda %an& terdiri ba&ian anodan%a bermuatan #ositif #ada salah satu sisi tabun& dan sisi lainn%a adalah ba&ian katoda %an& bermuatan ne&atif( Thom#son men&&unakan ma&net untuk di ten&ah tabun&( Tern%ata ada #ancaran muatan,muatan ne&atif dari katoda ke anoda %an& kmd diberi nama E"E!TRN
Thom#son kemudian men&&ambarkan model atom se#erti Plum Puddin&' dimana elektron dan #roton tersebar secara random dalam sistem atom(
The 0Plum Puddin&1
lectrons • J.J. Thomson determined the charge-to-mass ratio of an electron using a cathode ray tube. ir Joseph John Thomson !%+'-%(/*$
• The charge-to-mass !"#m$ ratio of an electron is %.&'( ) %* + #g
lectrons • 0obert Millikan measured the charge of an electron enabling scientists to calculate the mass of an electron.
0obert 1ndre2s Millikan !%++-%('3$
lectrons • 0obert Millikan measured the charge of an electron enabling scientists to calculate the mass of an electron.
0obert 1ndre2s Millikan !%++-%('3$
• lectron harge4 -%.*5 ) %*-%( • lectron Mass4 (.%*( ) %* -5+ g g
7rotons 4
ubatomic particles 2ith a unit of positi6e charge !8%$.
• The first e)perimental e6idence of protons came from the study of canal rays obser6ed obser6ed in special cathode ray tube 2ith a perforated anode.
• 7roton harge4 8%.*5 ) %* -%( • 7roton Mass4 %.&3 ) %* -5/ g g
:eutrons 4
ubatomic ubatomic particles particles 2ith no charge !*$.
• ince atoms ha6e a neutral charge, the number of protons is e9ual to the number of electrons in an atom. • Most atoms ha6e masses greater than 2hat 2ould be predicted based on the mass of protons and electrons. electrons. • arnest 0utherford suggested that atoms must contain relati6ely massi6e particles 2ith no electric charge to account for the high mass. • 0utherford;s student, James had2ick later found e6idence for the e)istence of neutrons in %(35. • :eutron mass4 %.&' ) %* -5/ g g
Eks#erimen Rutherford Pada tahun *+** scientis In&&ris Ernest Rutherford men&etes model atom %an& diberikan oleh Thomson den&an men&&unakan #artikel alfa Partikel alfa adalah #artikel berat den&an dua muatan #ositif dari #roton %an& sekaran& dikenal seba&ai inti helium %an& men&andun& 2 #roton dan 2 neutron(
Ernest Rutherford
Eks#erimen Ernest Rutherford dilakukan den&an menembakkan #ertikel alfa ke lembaran emas ti#is( Rutherford menda#atkan bah.a #artikel alfa tersebut seba&ian besar diteruskan' seba&ian dibelokkan dan seba&ian kecil di#antulkan kembali(
Percobaan Rutherford
Percobaan Rutherford Rutherford men&amati bah.a ban%ak #artikel alfa %an& melalui foil( Seba&ian dibelokkan melalui sudut kecil dan seba&ian kecil sekali di#antulkan kembali(
Rutherford kemudian menteorikan tentan& atom %an& men%atakan bah.a dalam atom terda#at inti atom %an& men&andun& #artikel bermuatan #ositif dan masif den&an densitas %an& tin&&i( Menurut Rutherford' seba&ian atom terdiri atas ruan&an koson&(
Model Bohr $anish Niels Bohr men&&unakan #en&etahuan baru men&enai #ancaran radiasi dari atom,atom untuk men&emban&kan model atom %an& secara si&nifikan berbeda dari model Rutherford(
Niels Bohr
Scientists #ada abad ke,*+ telah menemukan bah.a bila muatan listrik dile.atkan melalui &as dalam suatu tabun& &elas ' atom,atom &as akan memancarkan caha%a radiasi( Radiation ini han%a ter-adi #ada #an-an& &elomban& deskrit dan untuk elemen dan sen%a.a %an& berbeda memancarkan #an-an& &elomban& %an& berbeda(
Bohr men&emban&kan theor% den&an #an-an& &elomban& %an& sama den&an %an& di#rediksi #ara Scientis sebelumn%a dan men&ukur radiasi dari atom den&an elektron tun&&al( Ia men%im#ulkan karena atom memancarkan caha%a #ada #an-an& &elomban& %an& deskrit' maka elektron han%a da#at berada #ada orbit tertentu dan caha%a han%a bisa dihasilkan bila elektron ber#indah dari orbit ke orbit lainn%a
pektrum
>ohr 4 model atom sederhana.
?asar
model 4 pektrum garis yang tajam dari atomatom tereksitasi
Niels Bohr (1885-1962)
!:obel, %(55$ %
pektrum
tereksitasi akan memancarkan radiasi pada panjang gelombang tertentu
7anjang
gelombang radiasi tergantung pada jenis unsur .
H Hg Ne
%&
pektra atom dan model >ohr Model ao! a"al a#ad 2$% s&a& ele'ro !egeliligi ii dala! s&a& or#i Electron orbit
+ 1.
Karena orbit yang mungkin tidak terhingga, energi elektron juga tidak terhingga: tidak mungkin 2. Pergerakan partikel dalam medan listrik akan memancarkan energi. Elektron akan terus menerus kehilangan energi:
Akhir pergerakan elektron, kehancuran atom! %+
pektra atom dan model >ohr !5$ >ohr
mengatakan bah2a teori klasik adalah salah. Teori baru4 @A1:TAM atau B1C MD1:E. e- hanya dapat berada pada orbit-orbit yang diskrit F disebut sebagai keadaan stasioner. e-
dipisahkan oleh keadaan-keadaan yang energinya terkuantisasi.
ergi s&a& 'eadaa * - +, 2 di!aa + adalah 'osaa * #ilaga '&a&! * 1 2 . / 0000 %(
pektra atom dan model >ohr !3$ ergi 'eadaa er'&aisasi * - +, 2 n
G bilangan bulat jari-jari orbital yang diperbolehkan G n5 ) !*.*'5( nm$ teori ini dapat menjelaskan spektra atomik
5*
pektra atom dan model >ohr !/$ =arena elektron-elektron berada dalam keadaan terkuantisasi, maka ∆ dari setiap perubahan keadaan hanya dapat memiliki harga-harga tertentu. Enilah yang menjelaskan
H ao!
garis-garis tegas dalam spektra atom. * -+ ,2
2
* -+ ,12
*2 $!$a10!o
*1 5%
pektra atom dan model >ohr !'$ Ditung ∆ untuk e-dalam D HjatuhI dari n G 5 ke n G % !energi tinggi ke rendah$ .
nG5
3 g r e ( ) n G %
* a'hir - a"al * -+4(1,12) - (1,2)2 * -(.,/)+ • egai<% e!isi= :osii<% a#sor:si • Karea eergi aha3a ha3a #erilai :osii< * iggi - redah + di'eal dega R 'osaa R3d#erg0 R * 1.12 ',!ol or .029 7 1$ 15 H maka, cahaya yang dipancarkan G !3#/$0 G 5./& ) %* %' D D dan l G c#n G %5%. nm !daerah ALT01CEKLT$ Hasil ii saga oo' dega e's:eri!e;
55
pektra atom D 1LM0. 6 5 /
.
3 g r e ( )
2
1
* -1.12 2
Ulra >iole ?3!a
>isi#le Bal!er
@
53
?ari Model >ohr ke Mekanika =uantum >ohr
mengubah secara radikal pandangan kita terhadap materi 7roblema teori model >ohr tidak berhasil untuk atom berelektron banyak. ide-ide kuantum diperkenalkan secara HpaksaI. 7erbaikan
model >ohr4
=A1:TAM atau M=1:E=1 <LKM>1:<
5/
Mekanika =uantum atau
?0 de Broglie (1892-198)
ahaya4 partikel dan gelombang
Asulan de >roglie !%(5/$4 etiap materi bergerak memiliki sifat gelombang
Antuk cahaya4 G h ν G hc # λ
Antuk partikel4 G mc 5 !instein$
!a'a ! * h , &&' :ari'el !*h,
&&' :ari'el dise#& :aag gelo!#ag de Broglie 5'
Mekanika =uantum atau
4 elektron yang bergerak mengelilingi inti juga berperilaku seperti gelombang 7enyelesaian 701M11: <LKM>1:< menghasilkan sederet rumus matematik yang disebut ungsi gelombang, Ψ 0 Shrodiger etiap fungsi gelombang 188-1961 menggambarkan energi yang diperbolehkan untuk sebuah elektron =uantisasi akan terjadi dengan sendirinya. 5
A:<E <LKM>1:<, Ψ • Ψ adalah fungsi jarak dan sudut. Antuk satu elektron, Ψ menyangkut sebuah K0>ET1L F daerah dalam ruang tempat ditemukannya sebuah elektron • Ψ tidak menggambarkan kedudukan elektron dengan tepat • Darga Ψ5 menunjukkan probabilitas menemukan sebuah elektron pada titik tertentu 5&
1as ketidakpastian Dakekat
elektron dalam atom4 teori B. Deisenberg.
7osisi
dan momentum !p G m6$ sebuah elektron tidak dapat ditentukan secara tepat sekaligus. =esalahan posisi dan momentum ditunjukkan dengan hubungan
∆ ). ∆p G h
C0 Heise#erg 19$1-196
7osisi
dan kecepatan sebuah elektron dapat digambarkan dengan 4
?ET0E>AE 70K>1>ELET1 (Ψ5$ 5+
>ilangan kuantum orbital uatu
orbital atom didefenisikan oleh 3 bilangan kuantum 4
n→
bilangan kuantum utama
l
→
bilangan kuantum angular
ml
→
bilangan kuantum magnetik 5(
>ilangan kuantum
imbol
Darga
1rti fisik
n (utama)
1, 2, 3, ..
Ukuran orbital dan energi = -R(1n2)
l (sudut)
0, 1, 2, .. n-1
Bentuk orbital
ml (magnetik) (magnetik)
-l..0..+l
Orientasi orbital
3*
Krbital atom berelektron tunggal %. Antuk n G %, l G * dan m l G *4 orbital %s 5. Antuk n G 5, l G *,% l G *, m l G *, orbital 5s l G %, m l G -%, *, 8%, orbital 5p) , 5py ,5pJ !degenerasi$ 3. Antuk n G 3, l G *,%,5orbital, 3s, 3 orbital p dan lima orbital 3d
3%
Krbital-orbital s Seluruh orbital berbentuk seris
35
Krbital-orbital p pz
Ciri orbital p
px
!" o
py
planar node
>ila l G %, akan ada simpul 7L1:10 yang melalui inti atom . 33
