Bohr memperbaiki kegagalan teori atom Rutherford melalui percobaan yang ia lakukan yaitu tentang spektrum atom hidrogen. Percobaannya ini berhasil memberikan gambaran keadaan elektron dalam menempati daerah disekitar inti atom. Percobaan Bohr tentang atom hidrogen melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck.

pengamatan dengan spektrometer menunjukkan bahwa spektrum atom bersifat terputus – putus (diskrit), hal tersebut menunjukkan bahwa atom hanya memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu dan menurut Bohr adanya spektrum diskrit menunjukkan bahwa elektron dalam atom hanya beredar pada lintasan – lintasan dengan energi tertentu.

Teori Kuantum Planck

Suatu benda hanya dapat menerima atau memancarkan energy radiasi sebesar 1,2,3 kuanta, tetapi tidak menerima atau memancarkan energy ½ atau ¼ kuanta. Hal ini menyatakan bahwa suatu benda hanya bias berada pada tingkat energy tertentu.

Teori kuantum Planck dibuktikan oleh Einstein, Einstein menyatakan bahwa radiasi elektromagnetik mempunyai sifat partikel. Partikel radiasi ini disebut Foton. Besarnya energy dalam satu paket bergantung pada frekuensi atau panjang gelombang radiasinya, sesuai dengan persamaan berikut :

E = h x f          atau     E = h c/λ

dengan : E = energy radiasi dan  h = tetapan Planck = 6,63 x 10^-34

Semakin besar panjang gelombang, semakin kecil energinya.

Teori Atom Bohr

Telah disebutkan diatas bahwa spektrum atom berupa spektrum garis, bagaimana ini dapa dijelaskan?

Pada tahun 1913, Neils Bohr dapat menjelaskan fenomena ini dengan menggunakan teori kuantum max Planck yang menyatakan bahwa energy terkuantisasi atau bersifat diskrit. Menurut Bohr, spektrum garis menunjukkan bahwa elektron dalam atom hanya dapat beredar pada lintasan-lintasan dengan tingkat energy tertentu. Pada lintasan itu, elektron dapat beredar tanpa pemancaran atau penyerapan energy. lintasan elektron tersebut berupa lingkaran dengan jari jari tertentu.

Setiap lintasan ditandai dengan suatu bilangan yang biasa ditandai dengan n, yaitu dimulai dari lintasan terdalam, n=1,2,3,4 dan seterusnya dan dinyatakan dengan lambang K,L,M,N dan seterusnya. Semakin besar nilai n, semakin besar pula tingkat energinya.

Pada keadaan normal, elektron menempati tingkat energy terendah atau biasa disebut dengan tingkat dasar (ground state).  Apabila elektron mendapat energy dari luar (misalnya jika dipanaskan, disinari, atau diberi medan listrik), maka elektron akan menyerap energy yang sesuai lalu pindah ke tingkat energy yang lebih tinggi. Keadaan dimana elektron ada yang menempati tingkat energy yang lebih tinggi disebut keadaan tereksitasi (exitaced state).

ΔE = Ef – Ei

dengan            ΔE = energy yang menyertai perpindahan elektron

                        Ef = tingkat energy akhir

                        Ei = tingkat energy mula-mula

Teori atom bohr memungkinkan kita untuk menjelaskan spektrum garis hydrogen. Energy radiasi yang diserap oleh atom menyebabkan elektron berpindah dari orbit yang berenergi lebih rendah ke orbit yang berenergi lebih tinggi atau sebaliknya. Perpindahan energy ini analog dengan perpindahan bola tenis naik atau turun anak tangga, seperti pada gambar diatas. bola dapat diatas anak tangga ke berapapun, tapi tidak mungkin terletak diantara anak tangga- anak tangga.

Oleh karena perpindahan elektron ini berlangsung antara lintasan yang sudah tertentu tingkat energinya, maka atom akan memancarkan radiasi dengan tingkat energy yang tertentu pula. Dengan demikian, dapat dijelaskan mengapa spektrum atom berupa spektrum garis.

Dalam model atom hydrogen, Bohr dapat menjelaskan spektrum gas hydrogen yang ditemukan dari percobaan. Misalnya pemancaran sinar merah oleh gas hydrogen terjadi ketika elektron berpindah dari tingkat energy ketiga (n=3) ke tingkat energy kedua (n=2).

Meskipun model atom Neils Bohr dapat menjelaskan spektrum gas hydrogen dan spektrum dari spesi lain berelektron tunggal (seperti He⁺ dan Li²⁺), model tersebut tidak dapat menjelaskan spektrum dari atom yang lebih kompleks. Oleh karena itu, para ahli tetap berupaya mencari penjelasan yang lebih sempurna. Ide penting yang sangat berharga dari teori atom Neils Bohr adalah gagasan tentang tingkat-tingkat energy dalam atom yaitu gagasan tentang lintasan dengan tingkat energy tertentu.

PERKEMBANGAN MODEL ATOM

Partikel terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat dari unsur tersebut dinamakan atom. Dari zaman Yunani kuno hingga sekarang, model dan teori atom terus berkembang. Melalui model dan teori atom, kita dapat mengetahui struktur suatu atom. Perkembangan tersebut tidak dapat dilepaskan dari upaya para ilmuan diantaranya Democritus, John Dalton, J.J Thomson, Rutherford, Niels Bohr, Schodinger, de Broglie, dan Heisenberg.

Istilah atom pertama kali dikemukakan oleh Democritus, filsuf Yunani kuno. Atom berasal dari kata atomos (A=Tidak, TOMOS= dibagi), jadi atom merupakan partikel yang sudah tidak dapat dibagi lagi. Berdasarkan teori Democritus, atom yang menyusun setiap zat berbeda satu sama lain.

1.      Model dan Teori Atom Dalton

Meskipun Democritus mengemukakan istilah atom, namun konsep atom sebagai partikel terkecil, baru dikenal oleh John Dalton pada tahun 1803.

Dalton merumuskan teori atom sebagai berikut :

a.       Atom adalah bagian terkecil dari suatu zat.

b.      Atom bebentuk bola sederhana yang sangat kecil, tidak dapat dibelah, diciptakan, maupun dimusnahkan.

c.       Unsur yang sama mengandung atom-atom yang sama.

d.      Atom-atom dari unsur yang berbeda dapat bergabung menyusun senyawa dengan perbandingan tetap.

e.       Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan angka dan perbandingan yang bulat dan sederhana.

           Model atom Dalton berbentuk bola bulat dan padat (bola pejal)

Teori atom Dalton ternyata tidak dapat menjelaskan sifat kelistrikan materi, meskipun demikian kelebihan dari munculnya teori atom Dalton telah meletakkan tangga pertama bagi perkembangan teori atom selanjutnya sehingga mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom.

2.      Model dan Teori Atom Thomson

Pandangan Dalton mengenai atom sebagai bagian yang paling kecil tumbang setelah penemuan elektron oleh Thomson. Penemuan tersebut diilhami oleh Michael Faraday yang mengemukakan bahwa benda memiliki sifat listrik. Pada tahun 1897, J.J Thomson melakukan eksperimen menggunakan tabung sinar katode.

Pada percobaannya, Thomson memakai tabung kaca. Dengan menggunakan pompa vakum, tekanan udara dalam tabung dibuat sangat rendah. Pada kedua ujung tabung tersebut dipasang pelat logam. Pelat logam tersebut berfungsi sebagai anode dan katode. Tabung tersebut dinamakan tabung sinar katode.

Bagian dalam tabung berwarna gelap, tetapi bagian depan katode berpendar mengeluarkan cahaya berwarna hijau. Cahaya hijau ini merupakan radiasi yang berasal dari katode. Di dalam tabung tersebut, sinar katode akan diteruskan menuju layar pendeteksi sinar.

Pada percobaannya, Thomson memasang medan magnet pada jalannya beras sinar. Ternyata hal ini mengakibatkan terjadinya pergeseran sinar pada dinding tabung. Posisi pergeseran sinar pada sinar tersebut dicatat. Selanjutnya, medan listrik searah dipasang pada pelat untuk melawan medan magnet yang telah ditetapkan. Besar medan magnet diatur agar sinar yang telah bergeser akibat medan magnet kembali pada posisi semula.

Thomson menemukan bahwa dalam medan magnet, sinar katode dibelokkan. Adapun dalam medan listrik, sinar katode tertarik oleh lempeng logam positif, tetapi ditolak oleh lempeng medan negatif.

Tabel 3.1 Hasil pengamatan Sinar katode oleh Thomson

Pengamatan	Kesimpulan
Dalam medan magnet, sinar katode dibelokkan.	Sinar katode bermuatan
Dalam medan listrik, sinar katode tertarik oleh lempeng logam positif, tetapi ditolak oleh lempeng logam negatif.	Sinar katode bermuatan negatif
Sinar katode yang dihasilkan setiap gas identik.	Partikel terdapat dalam semua materi

                                                                                                                              

Sinar katode yang ditemukan Thomson disebut elektron. Dengan penemuan tersebut, Thomson mengemukakan model atom roti kismis. Thomson berpendapat, bahwa suatu atom berbentuk bola yang bermuatan positif dan elektron yang bermuatan negatif tersebar dalam bola tersebut. Ia menganalogikan model atomnya dengan roti yang memiliki kismis di sekelilingnya.

Berapakah massa yang dimiliki elektron? Percobaan Thomson tidak dapat menjawab pertanyaan tersebut. Model atom Thomson juga tidak dapat memberikan penjelasan tentang susunan muatan positif dan negatif dalam bola atom tersebut, meskipun sudah dapat menjelaskan sifat kelistrikan atom.

 

Partikel Penyusun Atom

a. Partikel dasar : partikel-partikel pembentuk atom yang terdiri dari elektron, proton den neutron.

1. Proton : partikel pembentuk atom yang mempunyai massa sama dengan satu sma (amu) dan            bermuatan +1.
2. Neutron : partikel pembentuk atom yang bermassa satu sma (amu) dan netral.
3. Elektron : partikel pembentuk atom yang tidak mempunyai massa dan bermuatan -1.

b. Nukleus : Inti atom yang bermuatan positif, terdiri dari proton den neutron.
c. Notasi unsur : Z, A. dengan X : tanda atom (unsur)

Z : nomor atom = jumlah elektron (e) = jumlah proton (p)
A : bilangan massa = jumlah proton + neutron
Pada atom netral, berlaku: jumlah elektron = jumlah proton.

Contoh :
1. Tentukan jumlah elektron, proton den neutron dari unsur 2656 Fe !
Jawab :
Jumlah elektron = jumlah proton = nomor atom = 26
Jumlah neutron = bilangan massa – nomor atom = 56 – 26 = 30


2. Berikan notasi unsur X, jika diketahui jumlah neutron = 14 dan jumlah elektron = 13 !
Jawab :
Nomor atom = jumlah elektron = 13
Bilangan massa = jumlah proton + neutron = 13 + 14 = 27
Jadi notasi unsurnya: 13 27 X

d. Atom tak netral : atom yang bermuatan listrik karena kelebihan atau kekurangan elektron bila dibandingkan dengan atom netralnya.
Atom bermuatan positif bila kekurangan elektron, disebut kation.
Atom bermuatan negatif bila kelebihan elektron, disebut anion.


Contoh:
- Na+ : kation dengan kekurangan 1 elektron
- Mg2- : kation dengan kekurangan 2 elektron
- Cl- : anion dengan kelebihan 1 elektron
- O2 : anion dengan kelebihan 2 elektron

Materi Pokok              : Hakikat Ilmu Kimia

Sub Materi Pokok       : Peran Kimia dalam Kehidupan

Alokasi Waktu            : 3 × 45 menit

Kompetensi Inti

KI-3 Memahami ,menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah

Kompetensi Dasar

KD 3.1 :  Memahami hakikat ilmu kimia, metode ilmiah dan keselamatan kerja di laboratorium serta peran kimia dalam kehidupan.

Indikator

1.        Menjelaskan peran kimia dalam berbagai bidang kehidupan

Tujuan Pembelajaran

Siswa dapat menjelaskan peran kimia dalam berbagai bidang kehidupan melalui pengamatan terhadap produk-produk kimia hasil peranan kimia dan diskusi

pendahuluan

Ilmu kimia berperan sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Ilmu kimia banyak sekali memberikan kemudahan dan turut menyejahterakan kehidupan umat manusia. Jadi apa saja peran kimia dalam berbagai bidang kehidupan ?

Teori

Ilmu kimia disebut juga dengan central science karena peranannya yang sangat penting bagi ilmu pengetahuan lain. Tidak ada bidang ilmu pengetahuan alam yang tidak  bergantung pada ilmu kimia. Pengembangan dalam bidang kedokteran , geologi, pertanian, industri dan sebagainya, tak mungkin terjadi tanpa kemajuan yang dicapai dalam ilmu kimia.

 

1.      Perhatikan bahan berikut ini !

         

                  1. Pipa                                                2. Batuan

     3. Bensin                                            4. Infus

     5. Obat                                               6. Detergen     7. Pupuk

 

a.       Dari semua bahan di atas, menurut Anda apakah semua bahan tersebut merupakan produk-produk kimia ? Jika tidak, berikan alasannya !

Jawaban : ....................................................................................................................................................................................................................................

b.      Jelaskan kegunaan dari masing-masing produk kimia yang terdapat pada tabel di atas !

Jawaban : ....................................................................................................................................................................................................................................

2.       

a.       Berdasarkan bahan kimia pada no 1, kelompokkan bahan tersebut sesuai bidangnya. Tulislah jawaban anda pada kolom yang telah disediakan di bawah ini !

Kedokteran	Pertanian	Industri	Geologi

b.       Berdasarkan tabel tersebut, apa kaitannya produk-produk kimia dengan bahan pada no 1 dengan bidang-bidang ilmu tersebut ?

Jawaban : ...................................................................................................................................................................................................................................

3.      Berdasarkan jawaban Anda pada nomor 1 dan 2, apa yang dapat Anda simpulkan mengenai peran kimia dalam berbagai bidang di kehidupan ?

Tuliskan jawaban kesimpulan Anda pada kotak di bawah ini !

 

Latihan

1.      Jelaskan peranan ilmu kimia dalam bidang kedokteran, pertanian, dan industri !

2.      Bagaimana pengaruh ilmu kimia bagi umat manusia ?