Model/Teori Atom Niels Bohr
Disaksikan dari muatan energi elektron, rupanya mode atom Rutherford memiliki kekurangan. Saat elektron-elektron melingkari pokok atom, mereka alami pemercepatan terus-terusan, hingga elektron harus melepaskan energi.
Lama kelamaan energi yang dipunyai oleh elektron semakin menyusut serta elektron akan tertarik semakin dekat mengarah pokok, hingga pada akhirnya jatuh ke pokok. Tapi sebenarnya, semua elektron dalam atom belum pernah jatuh ke pokok. Jadi, mode atom Rutherford harus disempurnakan.
2 tahun selanjutnya, yakni di tahun 1913, seorang periset dari Denmark yang namanya Niels Henrik David Bohr (1885- 1962) menyempurnakan mode atom Rutherford. Mode atom yang diserahkan Bohr diketahui untuk mode atom Rutherford-Bohr, yang bisa diterangkan seperti berikut. □ Elektron-elektron dalam atom cuma bisa melewati trek-lintasan spesifik yang disebutkan kulit-kulit atau tingkat-tingkat energi, yakni trek dimana elektron ada pada situasi stationer, berarti tidak pancarkan energi. □ Posisi elektron dalam kulit-kulit, tingkat-tingkat energi bisa disejajarkan dengan posisi seorang yang ada pada beberapa anak tangga. Seorang cuma bisa ada pada anak tangga pertama, ke-2, ke-3, dan sebagainya, tapi dia mustahil ada di anak tangga-anak tangga itu.
Mode atom Bohr itu bisa dianalogkan seperti satu tata surya mini. Pada tata surya, planet-planet tersebar melingkari matahari. Pada atom, elektron-elektron tersebar melingkari atom, cuma perbedaannya pada skema tata surya, tiap trek (orbit) cuma dihuni 1 planet, sedang pada atom tiap trek (kulit) bisa dihuni lebih dari pada 1 elektron.
Dalam mode atom Bohr ini diketahui arti komposisi elektron, yakni formasi elektron pada semasing kulit. Data yang dipakai untuk tuliskan komposisi elektron ialah nomor atom satu faktor, dimana nomor atom faktor mengatakan jumlah elektron dalam atom faktor itu.
Sedang elektron pada kulit terluar diketahui dengan panggilan elektron valensi. Formasi elektron valensi benar-benar tentukan karakter-sifat kimia satu atom serta berperanan penting dalam membuat ikatan dengan atom lain. Mode atom Bohr menyempurnakan mode atom Rutherford dalam soal posisi elektron di sekitar pokok atom.
Untuk tentukan komposisi elektron satu faktor, ada banyak dasar yang perlu tetap dikenang, yakni: □ Diawali pada trek yang paling dekat dengan pokok, semasing trek disebutkan kulit ke-1 (kulit K), kulit kedua (kulit L), kulit ketiga (kulit M), kulit ke-4 (kulit N), dan sebagainya. □ Jumlah elektron maximum (terbanyak) yang bisa tempati semasing kulit ialah: 2n2 Dengan n = nomor kulit •Kulit K bisa memuat optimal 2 elektron. •Kulit L bisa memuat optimal 8 elektron. •Kulit M bisa memuat optimal 18 elektron, dan sebagainya. □ Kulit yang sangat luar cuma bisa memiliki kandungan optimal 8 elektron.
Point Kunci: Pada dasarnya, mode atom yang disampaikan oleh Niels Bohr ialah seperti berikut. ■ Elektron melingkari pokok atom pada tingkat-tingkat energi spesifik yang disebutkan kulit elektron. ■ Elektron bisa geser dari tingkat energi yang satu ke lainnya dengan melepas atau menghisap energi.
Contoh Masalah: Tentukan Komposisi Elektron Tulislah komposisi elektron dari beberapa unsur berikut. a. Helium bernomor atom 2 b. Nitrogen bernomor atom 7 c. Oksigen bernomor atom 8 d. Kalsium bernomor atom 20 e. Bromin bernomor atom 35 Penuntasan: Faktor Nomor Atom Komposisi Eletron pada Kulit Elektron Valensi K L M N Helium 2 2
2 Nitrogen 7 2 5
5 Oksigen 8 2 6
6 Kalsium 20 2 8 8 2 2 Bromin 35 2 8 18 7 7
Pada mode atom Bohr, trek stasioner elektron mempunyai momen pojok. Besarnya momen pojok penuhi ketentuan dengan cara fisika, yang dirumuskan seperti berikut. mvr = nh 2π Info: m = massa elektron v = kecepatan elektron r = jari-jari trek h = tetapan Planck n = bilangan kuantum Bohr, 1, 2, 3, 4, …
Postulat-postulat Bohr diperkokoh dengan eksperimen-eksperimen yang dilakukan, diantaranya penguraian cahaya jadi spektrum yang pasti. Di tahun 1913, Niels Bohr menyampaikan teori susunan atom yang bisa menjelaskan ada spektrum garis dan konsistensi atom.
Inspirasi uji coba Bohr seperti dengan insiden dalam kehidupan setiap hari, yakni berlangsungnya pelangi. Pelangi adalah hasil rincian cahaya matahari jadi beberapa macam sinar terlihat, salah satunya merah, jingga, kuning, ungu, dan sebagainya.
Kulit atau trek elektron dalam melingkari pokok atom disimbolkan dengan n = 1, n = 2, n = 3, dan sebagainya. Simbol ini diberi nama bilangan kuantum. Mode atom Bohr diperlihatkan pada Gambar di atas. Huruf K, L, M, dan sebagainya dipakai untuk mengatakan trek elektron dalam melingkari pokok atom. Trek dengan n = 1 disebutkan kulit K, trek dengan n = 2 disebutkan kulit L, dan sebagainya. Tabel Simbol Kulit Elektron Atom Bohr Kulit ke- 1 2 3 4 Simbol K L M N
Energi Situasi Fundamen serta Tereksitasi Satu atom disebutkan mempunyai energi paling rendah atau konstan bila elektronnya ada pada situasi fundamen. Situasi fundamen untuk atom hidrogen ialah bila elektronnya ada pada kulit, n = 1. Situasi dimana n > 1 buat atom hidrogen dipastikan tidak konstan, situasi ini disebutkan situasi tereksitasi.
Jadi, jika elektron dengan tingkat energi rendah geser ke trek dengan tingkat energi semakin tinggi, karena itu elektron akan menghisap energi, momen ini disebutkan eksitasi. Sebaliknya, jika elektron geser dari trek dengan tingkat energi semakin tinggi ke trek dengan tingkat energi semakin rendah, karena itu elektron akan pancarkan energi, momen ini disebutkan deeksitasi.
Baik eksitasi atau deeksitasi disebutkan momen peralihan elektron. Energi yang diserap atau dikeluarkan pada momen peralihan elektron ini dipastikan dengan kesamaan seperti berikut. E = (∆n)hv Info: E = tingkat energi h = tetapan Planck = 6,6 × 10-34 J/s v = frekwensi radiasi n = kulit elektron
Pada situasi tereksitasi, elektron yang kembali pada kulit sebelumnya dibarengi emisi energi sebesar (∆n)hv. Saat elektron kembali pada kulit yang semakin rendah akan tercipta satu spektrum. Lihat Gambar di bawah ini.
Info gambar: Situasi peralihan elektron saat elektron dari situasi tereksitasi serta kembali pada situasi fundamen, dibarengi emisi energi berbentuk radiasi sinar membuahkan spektrum.
Ide Bohr mengenai elektron melingkari pokok atom dalam kulitkulit spesifik sama dengan skema tata surya kita, gampang dimengerti. Oleh karenanya, mode atom Bohr bisa diterima pada saat itu. Contoh Masalah: Pengalihan Tingkat Energi Elektron Menurut Mode Atom Bohr 1. Deskripsikan pengalihan tingkat energi elektron atom hidrogen dari situasi fundamen ke tingkat energi n= 3. Berapakah energi yang diserap oleh atom hidrogen? 2. Deskripsikan pengalihan tingkat energi elektron atom hidrogen dari situasi tereksitasi dengan n= 2 ke situasi fundamen. Berapakah energi yang dikeluarkan oleh atom hidrogen? Penuntasan: 1. Atom hidrogen pada situasi fundamen mempunyai bilangan kuantum, n = 1. Bila berubah ke tingkat energi n = 3 karena itu atom hidrogen menghisap energi sebesar 2hv. 2. Pengalihan tingkat energi dari situasi tereksitasi (n=2) ke situasi fundamen (n=1) akan diemisikan energi sebesar hv.
Kelebihan Mode Atom Niels Bohr □ Menjawab kekurangan dalam mode atom Rutherford dengan mengimplementasikan teori kuantum. □ Menjelaskan secara jelas garis spektrum sinaran (emisi) atau resapan (absorpsi) dari atom hidrogen. □ Dapat menunjukkan ada trek elektron untuk atom hidrogen dengan jari-jari bola: = 0,529 Angstrom = 0,529 × 10–10 m = 1 bohr □ Bohr-sommerfeld meningkatkan orbit Bohr (bola) jadi orbital yakni peranan gelombang elektron atau jati diri elektron untuk gelombang yang mempunyai 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).
Kekurangan Mode Atom Niels Bohr □ Cuma dapat menerangkan spektrum atom hidrogen tapi tidak dapat menerangkan spektrum atom yang semakin kompleks (dengan jumlah elektron yang semakin banyak). □ Orbit/kulit elektron melingkari pokok atom bukan berupa lingkaran tetapi berupa elips. □ Bohr memandang elektron cuma untuk partikel bukan untuk partikel serta gelombang, hingga posisi elektron dalam atom adalah kebolehjadian. □ Berlangsung penyelewengan untuk atom yang semakin besar dari hidrogen. □ Tidak bisa menjelaskan dampak Zaeman, yakni spektrum atom yang semakin susah jika atom diletakkan pada medan magnet.
