struktur atom - di sini rudi susanto | materi kuliah, cerita .... thomson menemukan elektron di...
TRANSCRIPT
Struktur AtomRudi Susanto
@rudist87
Elektron
-
-
--
-
-
-
-- --
Materi bermuatan positip
MODEL ATOM THOMSON
Unsur-unsur kimia terdiri dariatom-atom
J.J. Thomson menemukan elektron
Di dalam atom terdapat elektron
Atom netral, di dalam atom harusada yang bermuatan positip
J.J. Thomson (1898)
Atom terdiri dari materi bermuatanpositip yang dikelilingi olehelektron-elektron, seperti fruitcake.
Kue onde-onde
Neutron
Elektron
+
---
-
-
-
MODEL ATOM RUTHERFORD
Sebagian besar atom adalah ruangkosong
Di dalam atom terdapat inti atom (neutron) yang bermuatan positip
Hampir semua massa atom terkonsentrasi di dalam inti atom
Elektron-elektron berada jauh dariinti atom
Rutherford dianggap sebagaipenemu neutron
Elektron-elektron bergerak sepertiplanet-planet mengelilingi matahari
Proton Elektron
vr
Fe
Fc
r
mvF
2
c 2
2
o
er
e
4
1F
mr4
evFF
o
ec
r8
emv
2
1KE
o
22
r4
ePE
o
2
r8
ePEKEE
o
2
Energi total atom hidrogen
Kecepatan elektron
ATOM HIDROGEN
SPEKTRAL ATOM
Atom dalam fasa gas diberi arus listrik
Setiap atom ternyata mengemisikan gelombang-gelombangdengan panjang gelombang tertentu (emission line spectra)
SPEKTRAL ATOM
Setiap atom juga menyerap gelombang-gelombang dengan panjang gelombang tertentu (absorption line spectra)
Panjang gelombang yang diemisikan ternyata sama dengan panjang gelombang yang diserap
Diperlukan model atom yang dapat menerangkan kestabilan atom dan adanya garis-garis spektrum
Deret Spektral Hidrogen
J.J. Balmer (1885)
Spektrum cahaya tampak
H = 656,3 nm
H = 486,3 nm
H = 364,6 nm
,5,4,3nn
1
2
1R
122
R = konstanta Rydberg = 0,01097 nm-1
Formula Balmer :
,4,3,2nn
1
1
1R
122
Deret Lyman (ultravoilet)
,6,5,4nn
1
3
1R
122
Deret Paschen (inframerah)
Deret Brackett (inframerah)
,7,6,5nn
1
4
1R
122
,8,7,6nn
1
5
1R
122
Deret Pfund (inframerah)
MODEL ATOM BOHR Niels Bohr (1913)
Konsep gelombang materi
Menggunakan pendekatan yang lain, tetapi hasilnyasama dengan Broglie
m
r4
e
h
mv
h
mr4
ev o
o
m10x33m10x3,5r 1111
r2)10x3,5(210x33 1111
Keliling orbit elektron yang mengelilingi inti atom hidrogen (proton) ternyata sama dengan panjang gelombangnya
Terdapat analogi dengan vibrasi/gelombang pada tali/kawat
nno
non
r2m
r4
e
nh
m
r4
e
hr2n
Sebuah elektron hanya dapat mengelilingi inti atom bilalintasan orbitnya merupakan kelipatan bulat dari panjanggelombang Broglie-nya
,3,2,1nme
hnr
2
o
22
n
Jari-jari Bohr = ao = r1 = 5,292x10-11 m
o
2
n anr
n = bilangan kuantum
n = 2
n = 8
n = 4
Ground state
Tingkat Energi Atom Hidrogen
no
2
nr8
eE
2
o
22
nme
hnr
,3,2,1nn
E
n
1
h8
meE
2
1
222
o
4
n
eV6,13J10x18,2E 18
1
,E,E 32Excited states
eV6,13J10x79,21E 19
1
eV4,3J10x43,5E 19
2
eV51,1J10x42,2E 19
3
eV85,0J10x36,1E 19
4
eV54,0J10x87,0E 19
5
0E Elektron bebas
Garis-garis Spektrum
Energi awal – Energi akhir = Energi foton
hfn
1
n
1EEE
2
f
2
i
1fi
2
i
2
f
1
n
1
n
1
h
Ef
2
i
2
f
1
n
1
n
1
h
Ecf
2
i
2
f
1
n
1
n
1
ch
E1
Rm10x097,1hc8
me
ch
h8
me
ch
E 17
32
o
422
o
4
1
Setelah mendapat energi, tingkat energi atom naik
Bila tingkat energinya turun, maka tentunya atom akan mengeluarkan (mengemisikan) energi
Energi yang diemisikan atom berupa foton
,4,3,2nn
1
1
1R
122
Deret Lyman
,6,5,4nn
1
3
1R
122
Deret Paschen
Deret Brackett ,7,6,5nn
1
4
1R
122
,8,7,6nn
1
5
1R
122
Deret Pfund
1n f
Deret Balmer 2n f ,5,4,3n
n
1
2
1R
122
3n f
4n f
5n f
E = 0
Lyman series Balmer series Paschen series Brackett seriesn = 1
n = 2
n = 3
n = 4
n = 5n = 6n =
Series limit
EKSITASI ATOM Atom akan mampu meradiasikan energi bila berada dalam keadaan tereksitasi
Mekanisme 1: Tumbukan dengan partikel lain
Atom akan menyerap sebagian energi kinetik dari partikel yang menumbuknya
Atom akan kembali kekeadaan semula dengan mengemisikan satu atau lebih fotondalam waktu singkat (10-8s)
Mekanisme 2 : Interaksi dengan cahaya pada panjang gelombang tertentu
Atom akan kembali kekeadaan semula sambil mengemisikan foton dengan
panjang gelombang yang sama
n = 1
n = 2
n = 1
foton
Tumbukan dengan partikel lain
+
Spektrum emisi
foton,
+
Spektrum absorbsi
foton,
Interaksi dengan cahaya
Spektrum Atomik
5. 4, 3, n dimana 4
6,36452
2
n
n
Rumus yang lebih umum untuk
persamaan Balmer
22
115
22
1
2
1det102881,3
1
2
1
nx
nRc
R = konstanta Rydberg 10.967.800
m-1, c kecepatan cahaya 2,997925 x
108 m det-1 hasil kali R dan C
diberikan diatas
LASER
Monokromatik
• Hanya satu frekuensi
Koheren
• Semua gelombang sefasa
Tidak menyebar
• Gelombang bergerak lurus
Intensitas tinggi
Alat yang menghasilkan suatuberkas cahaya yangmempunyai beberapa sifatutama
Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
010-8 s
10-3 s
Ordinary excited state
Metastable excited state
Ground state
Metastable state : lifetime (10-3 s) >> 10-8 s (biasa)
Tiga jenis transisi diantara dua tingkat energi :
hf hf hfhf
hf
E1
Eo
Induced absorption
Spontaneus emission
Induced emission (Einsten, 1917)
hf ’
Metastable state
E1
hf ’’
Eo
Ground state
E2
Excited state
E1
Ground stateEo
hf
hf
hf ’ = E2 – Eo
hf ’’ = E2 – E1
hf = E1 – Eo
Laser tiga tingkat :