Model atom Rutherford gagal
menjelaskan tentang kestabilan atom dan terjadinya spektrum garis atom
hidrogen. Seorang ilmuwan Fisika dari Denmark, Niels Bohr dapat menjelaskan
spektrum garis atom hidrogren. Bohr mengemukakan teori atomnya untuk menutupi
kelemahan atom Rutherford dengan mengemukakan tiga postulatnya yaitu :
a.
Elektron berotasi mengelilingi inti tidak pada
sembarang lintasan, tetapi pada lintasan-lintasan tertentu tanpa membebaskan
energi. Lintasan ini disebut lintasan
stasioner dan memiliki energi tertentu.
b.
Elektron dapat berpindah dari lintasan yang satu
ke lintasan yang lain. Jika elektron pindah dari lintasan berenergi rendah
(lintasan dalam) ke lintasan berenergi tinggi (lintasan luar) akan menyerap energi
dan sebaliknya akan memancarkan energi. Energi yang dipancarkan atau diserap
elektron sebesar hf.
c. Lintasan-lintasan yang diperkenankan elektron
adalah lintasan-lintasan yang mempunyai momentum sudut kelipatan bulat
dari Ћ/2π.
Kecepatan orbit elektron yaitu:
momentum sudut
elektron
Jari- jari orbit
elektron didapat dari postulat Bohr ketiga yaitu:
Energi kinetik elektron
Energi elektron pada lintasan ke n adalah:
Energi total elektron = energi
kinetik + energi potensial
Persamaan ini menunjukkan bahwa
energi total elektron terkuantisasi. Dengan energi terendah E1 (n = 1) disebut
tingkat energi dasar (keadaan dasar) dan tingkat energi berikutnya E2, E3, E4
……. (n = 2, 3, …) yang tingkat energinya
lebih tinggi disebut tingkat eksitasi (keadaan eksitasi). Apabila keadaan nilai
n semakin besar, maka tingkat energinya pun semakin besar, sehingga untuk nilai
n = ~,
nilai En = 0 yang berarti elektron tersebut tidak terikat oleh inti menjadi
elektron bebas. Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari ikatan
intinya (dari orbitnya) disebut energi
ionisasi, untuk melepaskan elektron pada atom hidrogen dari keadaan dasar diperlukan energi sebesar
+13,6 eV karena energi tingkat dasar pada atom hidrogen adalah –13,6 eV.
Energi yang diserap atau dilepas elektron ketika pindah lintasan
Ketika elektron lontal dari
tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah, foton
akan diradiasikan, maka panjang gelombang yang dipancarkan adalah:
Pada spektrum atom hidrogen ini
dikenal ada 5 deret yaitu :
- Deret Lyman : Ultra Violet, nA = 1 dan nB = 2, 3, 4, ...
- Deret Balmer : cahaya tampak, nA = 2 dan nB = 3, 4, 5, ...
- Deret Paschen : Infra Merah 1, nA = 3 dan nB = 4, 5, 6, ...
- Deret Brachet : Infra Merah 2, nA = 4 dan nB = 5, 6, 7, ...
- Deret Pfund : Infra Merah 3 , nA = 5 dan nB = 6, 7, 8, ...
Kelemahan model atom Bohr yaitu :
- Lintasan orbit elektron sebenarnya sangat rumit, tidak hanya berbentuk lingkaran atau elips saja.
- Model atom Bohr hanya dapat menjelaskan dengan baik untuk atom hidrogen, akan tetapi tidak dapat menjelaskan dengan baik untuk atom-atom berelektron banyak (atom kompleks).
- Model atom Bohr tidak dapat menjelaskan tentang terjadinya efek Zeeman, yaitu terpecahnya spektrum cahaya jika dilewatkan pada medan magnet yang kuat.
- Model atom Bohr tidak dapat menjelaskan terjadinya ikatan kimia dengan baik.
Contoh Soal
Energi elektron atom hidrogen pada tingkat dasar adalah -3,6 eV dan jari-jarinya
adalah 0,528 A. Tentukan :
a. jari-jari dan energi
elektron pada lintasan M,
b. energi yang dilepaskan jika
elektron berpindah dari kulit M ke kulit K!
Panjang gelombang ultraviolet yang dipancarkan atom hidrogen pada
deret Lyman dapat ditentukan
dari persamaan 8:5 dengan nA = 1 dan nB lebih dari 1.
Tentukan panjang gelombang tersebut untuk :
a. nB = 2
b. nB = ~
c. pada nilai nB berapakah
diperoleh panjang gelombang terbesar dan terpendek?
