Senin, 04 Februari 2013

Kelebihan Kekurangan Model Atom Dalton Thomson Rutherford Bohr

-Perkembangan pemahaman struktur atom sejalan dengan awal perkembangan ilmu Kimia modern. Ilmuwan pertama yang membangun model (struktur) atom adalah John Dalton, kemudian disempurnakan secara bertahap oleh J.J. Thomson, Rutherford, dan Niels Bohr.
1. Model Atom Dalton
Teori atom Dalton didasarkan pada pengukuran kuantitatif reaksireaksi kimia. Dalton menghasilkan beberapa postulat sebagai berikut.
1. Materi tersusun atas partikel-partikel sangat padat dan kecil yang tidak dapat dipecah-pecah lagi. Partikel itu dinamakan atom.
2. Atom-atom suatu unsur identik dalam segala hal, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain.
3. Dalam reaksi kimia, terjadi penggabungan atau pemisahan dan penataan ulang atom-atom dari satu komposisi ke komposisi lain.
4. Atom dapat bergabung dengan atom lain membentuk suatu molekul dengan perbandingan sederhana.
Kesimpulan dari model atom Dalton, yaitu unsur terdiri atas atom-atom yang sama dalam segala hal, baik bentuk, ukuran, dan massanya, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur lain. Dengan kata lain, atom adalah partikel terkecil suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur itu.
Gambar 1.10 Model atom dan molekul Dalton
Gambar 1.10 Model atom dan molekul Dalton
2. Model Atom Thomson
Berdasarkan fakta bahwa elektron merupakan partikel dasar penyusun materi, mendorong Thomson membangun suatu model atom untuk menyempurnakan teori atom Dalton sebab model atom Dalton tidak menunjukkan adanya sifat-sifat listrik.
Menurut Thomson, atom mengandung elektron yang bermuatan negatif dan elektron-elektron ini tersebar merata di dalam seluruh atom. Atomnya sendiri diasumsikan berupa bola pejal yang bermuatan positif. Jika model atom Thomson ini digambarkan dalam bentuk tiga dimensi akan mirip kue onde, bijih wijen menyatakan elektron dan onde menyatakan bentuk atom. Gambar 1.11 menunjukkan model atom Thomson. Jika model atom Thomson dibelah dua maka elektron-elektron di dalam atom akan tampak seperti bijih jambu batu yang tersebar merata di dalam jambu.
Gambar 1.11 Model atom Thomson
Gambar 1.11 Model atom Thomson
3. Model Atom Rutherford
Rutherford melakukan percobaan penembakan lempeng emas yang sangat tipis dengan partikel alfa yang diemisikan oleh unsur radioaktif. Data hasil percobaan menunjukkan bahwa sebagian besar dari partikel alfa dapat melewati lempeng emas, tetapi hanya sebagian kecil partikel alfa yang dipantulkan kembali. Gambar 1.12menunjukkan diagram hamburan partikel alfa.
Gambar 1.12 Partikel menumbuk tabir Zn, kilat cahaya diamati melalui mikroskop. Sebagian besar partikel alfa diteruskan oleh lempeng emas tanpa pembelokan, hanya beberapa partikel yang dipantulkan dengan sudut lebih besar dari 90°.
Gambar 1.12 Partikel menumbuk tabir Zn, kilat cahaya diamati melalui mikroskop. Sebagian besar partikel alfa diteruskan oleh lempeng emas tanpa pembelokan, hanya beberapa partikel yang dipantulkan dengan sudut lebih besar dari 90°.
Berdasarkan data itu, Rutherford menyimpulkan bahwa volume atom sebagian besar berupa ruang kosong. Ini ditunjukkan oleh banyaknya partikel alfa yang dapat melewati lempeng emas. Adanya partikel alfa yang dipantulkan akibat bertumbukan dengan suatu partikel yang sangat keras dengan ukuran sangat kecil. Rutherford menamakan partikel itu sebagai inti atom. Oleh karena partikel alfa bermuatan positif maka inti atom harus bermuatan positif. Jika inti atom bermuatan negatif maka akan terjadi tarik menarik antara inti atom dan partikel alfa.
Berdasarkan percobaan tersebut, Rutherford menyusun suatu model atom (perhatikanGambar 1.13) untuk menyempurnakan model atom Thomson. Model yang dikembangkan oleh Rutherford adalah sebagai berikut.
1. Atom tersusun atas inti atom yang bermuatan positif dan elektron-elektron yang bermuatan negatif.
2. Sebagian besar volume atom merupakan ruang kosong yang massanya terpusat pada inti atom.
3. Oleh karena atom bersifat netral maka jumlah muatan positif harus sama dengan jumlah muatan negatif.
4. Di dalam atom, elektron-elektron bermuatan negatif selalu bergerak mengelilingi inti atom.
Gambar 1.13 Model atom Rutherford
Gambar 1.13 Model atom Rutherford
4. Model Atom Bohr
Pada 1913, pakar fisika Denmark, Niels Bohr menyatakan bahwa kegagalan model atom Rutherford dapat disempurnakan dengan menerapkan Teori Kuantum dariPlanck. Model atom Bohr dinyatakan dalam bentuk empat postulat berkaitan dengan pergerakan elektron, yaitu sebagai berikut.
1. Dalam mengelilingi inti atom, elektron berada pada kulit (lintasan) tertentu. Kulit ini merupakan gerakan stasioner (menetap) dari elektron dalam mengelilingi inti atom dengan jarak tertentu.
2. Selama elektron berada pada lintasan stasioner tertentu, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi yang diemisikan atau diserap.
3. Elektron dapat beralih dari satu kulit ke kulit lain. Pada peralihan ini, besarnya energi yang terlibat sama dengan persamaan Planck,
Δh.
4. Lintasan stasioner elektron memiliki momentum sudut. Besarnya momentum sudut adalah kelipatan dari nh/2π , dengan adalah bilangan kuantum dan adalah tetapan Planck.
Model atom Bohr menyempurnakan model atom Rutherford dalam hal kedudukan elektron di sekeliling inti atom.
Gambar 1.15 Model atom Bohr menyempurnakan model atom Rutherford dalam hal kedudukan elektron di sekeliling inti atom.
Kulit atau lintasan elektron dalam mengelilingi inti atom dilambangkan dengan = 1, n= 2, = 3, dan seterusnya. Lambang ini dinamakan bilangan kuantum. Model atom Bohr ditunjukkan pada Gambar 1.15. Huruf K, L, M, dan seterusnya digunakan untuk menyatakan lintasan elektron dalam mengelilingi inti atom. Lintasan dengan = 1 disebut kulit K, lintasan dengan = 2 disebut kulit L, dan seterusnya.
Energi Keadaan Dasar dan Tereksitasi
Suatu atom dikatakan memiliki energi terendah atau stabil jika elektronnya berada pada keadaan dasar. Keadaan dasar untuk atom hidrogen adalah jika elektronnya berada pada kulit, = 1. Keadaan di mana > 1 bagi atom hidrogen dinyatakan tidak stabil, keadaan ini disebut keadaan tereksitasi. Keadaan ini terjadi apabila atom hidrogen menyerap energi sebesar ( Δn)hv. Pada keadaan tereksitasi, elektron yang kembali ke kulit semula disertai emisi energi sebesar ( Δn)hv. Ketika elektron kembali ke kulit yang lebih rendah akan terbentuk suatu spektrum. Perhatikan Gambar 1.16. Gagasan Bohr tentang elektron mengelilingi inti atom dalam kulitkulit tertentu serupa dengan sistem tata surya kita, mudah dipahami. Oleh karena itu, model atom Bohr dapat diterima pada waktu itu.
Gambar 1.16 Keadaan transisi elektron ketika elektron dari keadaan tereksitasi dan kembali ke keadaan dasar, disertai emisi energi dalam bentuk radiasi cahaya menghasilkan spektrum.
Gambar 1.16 Keadaan transisi elektron ketika elektron dari keadaan tereksitasi dan kembali ke keadaan dasar, disertai emisi energi dalam bentuk radiasi cahaya menghasilkan spektrum.
Kelebihan dan kelemahan dari masing-masing model atom dari mulai model atom Dalton sampai dengan model atom Niels Bohr.
Model Atom
Kelebihan
Kelemahan
Menurut Dalton seperti bola pejal.Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom.Tidak menerangkan hubungan antara larutan senyawa dan daya hantar arus listrik, jika atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur dan tidak dapat dibagi lagi.
Menurut Thomson seperti roti kismis.Membuktikan adanya partikel lain yang bermuatan negatif dalam atom. Berarti atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu unsur. Selain itu juga memastikan bahwa atom tersusun dari partikel yang bermuatan positif dan negatif untuk membentuk atom netral. Juga membuktikan bahwa elektron terdapat dalam semua unsur.Belum dapat menerangkan bagaimana susunan muatan positif dan jumlah elektron dalam bola.
Rutherford seperti planet bumi m e n g e l i l i n g I matahari.Membuat hipotesa bahwa atom tersusun dari inti atom dan elektron yang mengelilingi inti dan satu sama lain terpisah oleh ruang hampa.Model tersebut tidak dapat menerangkan mengapa elektron tidak pernah jatuh ke dalam inti sesuai dengan teori fisika klasik.
Niels Bohr seperti bola, dengan inti atom yang dikeliling, sejumlah elektron.Mampu membuktikan adanya lintasan elektron untuk atom hidrogen dengan jari-jari bola:= 0,529 Angstrom= 0,529 x 10–10m= 1 bohr
Bohr-sommerfeld mengembangkan orbit Bohr (bola) menjadi orbital yaitu fungsi gelombang elektron atau identitas elektron sebagai gelombang yang memiliki bentuk bola (l = 0, orbital s) atau 1 bola, (l = 1, orbital p) atau 2 balon terpilin, (l = 2, orbital d) atau 3 balon terpilin, (l = 3, orbital f).
Hanya dapat menerangkan atom-atom yang memiliki elektron tunggal seperti gas hidrogen, tetapi tidak dapat menerangkan spektrum warna dari atom-atom yang memiliki banyak elektron.