Perbedaan Model Atom Bohr Dengan Model Atom Rutherford Terletak Pada

48 Views

KlikBelajar.com – Perbedaan Model Atom Bohr Dengan Model Atom Rutherford Terletak Pada

Model Bohr
dari atom hidrogen menggambarkan elektron-elektron bermuatan negatif mengorbit pada kulit atom dalam lintasan tertentu mengelilingi inti atom yang bermuatan positif. Ketika elektron meloncat dari satu orbit ke orbit lainnya selalu diikuti dengan pemancaran atau penyerapan sejumlah energi elektromagnetik
hf.

Di dalam fisika atom,
model Bohr
yaitu model atom yang diperkenalkan oleh Niels Bohr pada 1913. Model ini menggambarkan atom sbg sebuah inti kecil bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron yang bangkit dalam orbit sirkular mengelilingi inti — mirip sistem kelola surya, tetapi peran gaya gravitasi digantikan oleh gaya elektrostatik. Model ini yaitu pengembangan dari model puding prem (1904), model Saturnian (1904), dan model Rutherford (1911). Sebab model Bohr yaitu pengembangan dari model Rutherford, jumlah sumber mengkombinasikan kedua nama dalam penyebutannya menjadi model Rutherford-Bohr. Seperti sudah dikenali sebelumnya, Rutherford mengemukakan teori atom Rutherford berdasarkan percobaan hamburan sinar alfa oleh partikel emas yang dilakukannya.

Kunci sukses model ini yaitu dalam menjelaskan formula Rydberg mengenai garis-garis emisi spektral atom hidrogen; walaupun formula Rydberg sudah dikenali secara eksperimental, tetapi tidak pernah mendapatkan landasan teoretis sebelum model Bohr diperkenalkan. Tidak hanya sebab model Bohr menjelaskan gagasan bagi susunan formula Rydberg, beliau juga memberikan justifikasi hasil empirisnya dalam hal suku-suku konstanta fisika fundamental.

Model Bohr yaitu sebuah model primitif mengenai atom hidrogen. Sbg sebuah teori, model Bohr dapat dianggap sbg sebuah pendekatan orde pertama dari atom hidrogen memakai mekanika kuantum yang lebih umum dan akurat, dan dengan demikian dapat dianggap sbg model yang telah usang. Namun demikian, sebab kesederhanaannya, dan hasil yang tepat bagi sebuah sistem tertentu, model Bohr tetap diajarkan sbg pengenalan pada mekanika kuantum.

Baca : Mewarnai Singa Kartun

Daftar Isi:

1 Sejarah
2 Tingkatan energi elektron dalam atom hidrogen
3 Pranala Luar
- 3.1 Perbedaan Model Atom Bohr Dengan Model Atom Rutherford Terletak Pada

Sejarah

Di awal zaman 20, percobaan oleh Ernest Rutherford telah dapat menunjukkan bahwa atom terdiri dari sebentuk awan difus elektron bermuatan negatif mengelilingi inti yang kecil, padat, dan bermuatan positif. Berdasarkan data percobaan ini, paling wajar jika fisikawan yang belakang sekali membayangkan sebuah model sistem keplanetan yang diterapkan pada atom, model Rutherford tahun 1911, dengan elektron-elektron mengorbit inti seperti layaknya planet mengorbit matahari. Namun demikian, model sistem keplanetan bagi atom menemui beberapa kesusahan. Sbg contoh, hukum mekanika klasik (Newtonian) memprediksi bahwa elektron akan melepas radiasi elektromagnetik ketika sedang mengorbit inti. Sebab dalam pelepasan tersebut elektron kehilangan energi, maka lama-kelamaan akan jatuh secara spiral menuju ke inti. Ketika ini terjadi, frekuensi radiasi elektromagnetik yang dipancarkan akan berubah. Namun percobaan pada penghabisan zaman 19 menunjukkan bahwa loncatan bunga api listrik yang dilalukan dalam suatu gas bertekanan rendah di dalam sebuah tabung hampa akan membuat atom-atom gas memancarkan cahaya (yang berfaedah radiasi elektromagnetik) dalam frekuensi-frekuensi tetap yang diskret.

Bagi mengatasi hal ini dan kesulitan-kesulitan lainnya dalam menjelaskan gerak elektron di dalam atom, Niels Bohr mengusulkan, pada 1913, apa yang sekarang dikata
model atom Bohr. Dua gagasan kunci adalah:

Elektron-elektron bangkit di dalam orbit-orbit dan memiliki momenta yang terkuantisasi, dan dengan demikian energi yang terkuantisasi. Ini berfaedah tidak setiap orbit, melainkan hanya beberapa orbit spesifik yang dimungkinkan mempunyai yang berada pada jarak yang spesifik dari inti.
Elektron-elektron tidak akan kehilangan energi secara perlahan-lahan sebagaimana mereka bangkit di dalam orbit, melainkan akan tetap stabil di dalam sebuah orbit yang tidak meluruh.

Baca : Menentukan Panjang Sisi Segitiga Siku Siku

Manfaat penting model ini terletak pada pernyataan bahwa
hukum mekanika klasik tidak berlangsung pada gerak elektron di lebih kurang inti. Bohr mengusulkan bahwa satu wujud mekanika baru, atau mekanika kuantum, menggambarkan gerak elektron di lebih kurang inti. Namun demikian, model elektron yang bangkit dalam orbit yang terkuantisasi mengelilingi inti ini yang belakang sekali digantikan oleh model gerak elektron yang lebih akurat lebih kurang sepuluh tahun yang belakang sekali oleh fisikawan Austria Erwin Schrödinger dan fisikawan Jerman Werner Heisenberg.

Point-point penting lainnya adalah:

Ketika sebuah elektron meloncat dari satu orbit ke orbit lainnya, perbedaan energi dibawa (atau dipasok) oleh sebuah kuantum tunggal cahaya (disebut sbg foton) yang memiliki energi sama dengan perbedaan energi selang kedua orbit.
Orbit-orbit yang diperkenankan bergantung pada harga-harga terkuantisasi (diskret) dari momentum sudut orbital,
L
menurut persamaan
$mathbf{L} = n cdot hbar = n cdot {h over 2pi}$

dimana
n
= 1,2,3,… dan dikata sbg bilangan kuantum utama, dan
h
yaitu konstanta Planck.

Point (2) menyatakan bahwa harga terendah dari
n
yaitu 1. Ini berkomunikasi dengan radius terkecil yang mungkin yaitu 0.0529 nm. Radius ini dikenali sbg radius Bohr. Sekali elektron berada pada orbit ini, dia tidak akan mungkin lebih lebih tidak jauh lagi ke proton.

Tingkatan energi elektron dalam atom hidrogen

Model Bohr hanya akurat bagi sistem satu elektron seperti atom hidrogen atau helium yang terionisasi satu kali. Anggota ini akan menurunkan rumusan tingkat-tingkat energi atom hidrogen memakai model Bohr.

Penurunan rumus didasarkan pada tiga asumsi sederhana:

1) Energi sebuah elektron dalam orbit yaitu penjumlahan energi kinetik dan energi potensialnya:

dengan
$k = 1 / ({4 pi epsilon _0})$ , dan
$q_e$
yaitu muatan elektron.

2) Momentum sudut elektron hanya boleh memiliki harga diskret tertentu:

$L = m_e v r = n frac{h}{2 pi} = n hbar quad quad quad quad quad (2) ,$

dengan
n
= 1,2,3,… dan dikata bilangan kuantum utama,
h
yaitu konstanta Planck, dan
$hbar=h/(2pi)$ .

3) Elektron berada dalam orbit diatur oleh gaya coulomb. Ini berfaedah gaya coulomb sama dengan gaya sentripetal:

$frac{kq_e^2}{r^2} = frac{m_e v^2}{r} quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad (3) ,$

Baca : Gambar Pedesaan Yang Mudah

Dengan mengalikan ke-2 sisi persamaan (3) dengan
r
didapatkan:

$frac{kq_e^2}{r} = m_e v^2. quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad (4) ,$

Suku di sisi kiri menyatakan energi potensial, sehingga persamaan bagi energi menjadi:

$E = egin{matrix} frac{1}{2} end{matrix}m_e v^2 - frac{k q_e^2}{r} = -egin{matrix} frac{1}{2} end{matrix} m_e v^2 quad quad quad quad (5) ,$

Dengan menyelesaikan persamaan (2) bagi r, didapatkan harga jari-jari yang diperkenankan:

$r = frac{n hbar}{m_e v}. quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad (6) ,$

Dengan memasukkan persamaan (6) ke persamaan (4), maka diperoleh:

$k q_e^2 frac{m_e v}{nhbar} = m_e v^2 quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad (7) ,$

Dengan membagi kedua sisi persamaan (7) dengan
m_ev
didapatkan

$frac{k q_e^2}{n hbar} = v quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad quad (8) ,$

Dengan memasukkan harga
v
pada persamaan energi (persamaan (5)), dan yang belakang sekali mensubstitusikan harga bagi
k
dan
$hbar$ , maka energi pada tingkatan orbit yang berlainan dari atom hidrogen dapat diputuskan sbg berikut:

Dengan memasukkan harga seluruh konstanta, didapatkan,

$E_n = (-13.6 mathrm{eV}) frac {1}{n^2} ,$

Dengan demikian, tingkat energi terendah bagi atom hidrogen (n
= 1) yaitu -13.6 eV. Tingkat energi selanjutnya (n
= 2) yaitu -3.4 eV. Tingkat energi ketiga (n
= 3) yaitu -1.51 eV, dst-nya. Harga-harga energi ini yaitu negatif, yang menyatakan bahwa elektron berada dalam keadaan terikat dengan proton. Harga energi yang positif berkomunikasi dengan atom yang berada dalam keadaan terionisasi yaitu ketika elektron tidak lagi terikat, tetapi dalam keadaan tersebar.

Pranala Luar

(Indonesia)
Teori Atom Bohr

edunitas.com