teori atom bohr dan mekanika kuantum (kls x)

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.