redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Pengertian Fisika Kuantum

Sudah Tahukah Sobat Pintar Apa yang Dimaksud Fisika Kuantum ?

Fisika kuantum adalah ilmu yang mempelajari kelakuan materi dan energi pada skala molekul, atom, inti, dan bahkan pada level mikroskopik lainnya yang lebih kecil. Pada awal abad ke-20, telah ditemukan fakta bahwa hukum-hukum yang mengatur benda-beda makroskopik tidak berlaku yang sama pada skala mikroskopik.

Kelahiran fisika kuantum tak lepas dari kontribusi Max Plank dalam makalah ilmiahnya radiasi benda hitam pada tahun 1900. Pengembangan dari teori medan telah dilakuakan oleh Max Plank, Einstein, Niles Bohr, Warner Heissenberg, Erwin Schrodinger, dan banyak ilmuwan lainnya. Tetapi ironisnya, Albert Einstein dengan serius untuk membuat teori baru yang brelawanan dengan mekanika kuantum dan mencobanya selama bertahun-tahun untuk menyangkal ataupun memodifikasi mekanika kuantum.

Model Atom John Dalton

Nah sobat pintar, sekarang kita beralih ke model-model atom. Terdapat beberapa peneliti yang meneliti beberapa model atom, diantaranya;

Model atom menurut John Dalton

John Dalton pada tahun 1803 mengemukakan pendapatnaya tentang atom. Teori atom Dalton didasarkan pada dua hukum, yaitu hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) dan hukum susunan tetap (hukum prouts). Lavosier mennyatakan bahwa “Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi.” Sedangkan Prouts menyatakan bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap.”

Dari kedua hukum tersebut Dalton mengemukakan pendapatnya tentang atom sebagai berikut:

  • Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah tidak dapat dibagi lagi.
  • Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil, suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda.
  • Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen.
  • Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Model Atom JJ Thomson

 

Yuk sobat pintar kita beralih ke topik selanjutnya

Model atom menurut JJ Thomson

J.J. Thomson pada awal 1900an, mengemukakan teori baru tentang atom. Menurutnya di dalam atom terdapat partikel elektron dan proton. Berdasarkan hasil eksperimennya, proton memiliki massa yang jauh lebih besar dibandingkan elektron, sehingga model atom Thomson menggambarkan atom sebagai proton tunggal yang besar.

Di dalam proton terdapat elektron elektron yang menetralkan adanya muatan positif dari proton. Menurut Thomson, atom terdiri dari suatu bulatan bermuatan positif dengan rapat muatan yang merata. Di dalam muatan positif ini tersebar elektron dengan muatan negatif yang besarnya sama dengan muatan positif. Secara garis besar teori atom thomson adalah “Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan didalamya tersebar muatan negatif elektron.

Secara sederhana model atom thomson dapat analogikan sebagai jambu biji yang telah dikelupas kulitnya. Biji jambu yang tersebar merata dimodelkan sebagai elektron dan bulatan daging jambu yang pejal dimodelkan sebagai proton.

Model Atom Rutherford

Lanjut ke topik berikutnya yakni model atom menurut Rutherford

Model atom menurut Rutherford

Pada tahun 1910 Rutherford bersama dua orang muridnya (Hans Geiger dan Erners Masreden) melakukan percobaan yang dikenal dengan hamburan sinar alfa terhadap lempeng tipis emas. Dari hasil pengamatannya ditemukan bahwa sebagian besar partikel alfa mampu menembus lembaran emas tanpa dibelokkan.

Bersamaan dengan itu, Rutherford juga menemukan partikel alfa yang dibelokkan sedikit, namun dengan sangat mengejutkan, Rutherford juga menemukan beberapa partikel alfa yang dibelokkan pada sudut yang sangat tajam kembali ke sumber radioaktif. Untuk menjelaskan adanya sebagian besar partikel alfa lah yang menembus lempeng emas tanpa dibelokkan, Rutherford kemudian mengembangkan model inti atom.

Berdasarkan gejala-gejala yang terjadi, Rutherford membuat kesimpulan bahwa :

  • Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir semua partikel alfa diteruskan
  • Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu lapisanatom-atom emas, maka di dalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
  • Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.

Model Atom Bohr

Pada tahun 1913, Neils Bohr memperbaiki kegagalan atom Rutherford melalui percobaannya tentang spektrum atom hidrogen. Berdasarkan hasil percobaannya Bohr memberikan gambaran keadaan/kedudukan orbit elektron dalam menempati daerah di sekitar inti atom. Menurut Bohr elektron mengelilingi inti atom pada orbit tertentu, hanya terdapat orbit dalam jumlah tertentu dan perbedaan antar orbit satu dengan yang lain adalah jarak orbit dari inti atom.

Keberadaan elektron baik di orbit yang rendah maupun yang tinggi sepenuhnya tergantung oleh tingkatan energi elektron. Sehingga elektron di orbit yang rendah akan memiliki energi yang lebih kecil daripada elektron di orbit yang lebih tinggi.

Penjelasan Bohr tentang atom melibatkan gabungan antara teori klasik dari Rutherford dan teori kuantum dari Planck, dan secara garis besar Bohr mengemukaan model atomnya sebagai berikut :

a. Elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu, tidak memancarkan energi. Lintasan-lintasan elektron itu disebut kulit atau tingkat energi elektron.

b. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan yang lain.

c. Perpindahan elektron dari tingkat energi tinggi ke rendah disertai pemancaran energi. Sedang perpindahan elektron dari tingkat energi rendah ke tinggi disertai penyerapan energi.

d. Elektron yang bergerak pada lintasannya berada pada keadaan stasioner, artinya elektron tidak memancarkan atau menyerap energi.

Menurut model atom bohr, elektron-elektron mengelilingi inti pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit elektron atau tingkat energi. Tingkat energi paling rendah adalah kulit elektron yang terletak paling dalam, semakin keluar semakin besar nomor kulitnya dan semakin tinggi tingkat energinya.

Jari-jari hitungan :

Tingkat energi

Elektron akan memancarkan energi jika pindah ke tingkat energi rendah dan sebaliknya.

Spektrum atom hidrogen memiliki panjang gelombang:

 

Latihan 1

Kelemahan teori atom Dalton adalah tidak menjelaskan...

A. Atom memiliki inti dan elektron

B. Atom dari unsur sejenis memiliki sifat yang berbeda

C. Atom-atom gas tidak dapat bergabung

D. Atom tidak bisa dibagi-bagi

E. Atom dapat bergabung membentuk molekul

Latihan 2

Kelemahan teori atom Rutherford adalah...

A. Elektron yang mengelilingi inti akan menyerap energi.

B. Elektron menyebar merata dipermukaan bola atom.

C. Elektron berputar mengelilingi inti seperti tata surya.

D. Elektron mengelilingi inti memancarkan gelombang elektromagnetik.

E. Atom terdiri dari muatan positif dan muatan negatif.

Pengertian Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah bilangan yang memiliki makna khusus dalam menjelaskan keadaan sistem kuantum. Bilangan-bilangan kuantum dapat memberikan deskripsi keadaan elektron dalam atom.

Setiap orbital atom memiliki satu set tiga bilangan kuantum yang unik, antara lain bilangan kuantum utama (n), azimuth (atau momentum angular) (l), dan magnetik (ml). Ketiga bilangan kuantum tersebut dapat mendeskripsikan tingkat energi orbital dan juga ukuran, bentuk, dan orientasi dari distribusi probabilitas radial orbital atom. Lalu, terdapat bilangan yang keempat, yakni bilangan kuantum spin (ms), yang memberikan informasi spin suatu elektron dalam sebuah orbital. Setiap elektron dalam sebuah atom memiliki satu set empat bilangan kuantum yang unik, yakni n, l, ml, dan ms.

Bilangan Kuantum

a. Bilangan kuantum utama (n) mendeskripsikan ukuran dan tingkat energi orbital. Semakin besar nilai n, maka semakin besar ukuran orbital dan semakin tinggi tingkat energinya. Nilai n yang diperbolehkan adalah bilangan bulat positif (1, 2, 3, dan seterusnya).

b. Bilangan kuantum azimuth (l) mendeskripsikan bentuk orbital. Nilai l yang diperbolehkan adalah bilangan bulat dari 0 hingga n -1.

c. Bilangan kuantum magnetik (ml) mendeskripsikan orientasi orbital. Nilai ml yang diperbolehkan adalah bilangan bulat dari -l hingga +l.

d. Bilangan kuantum spin (ms) mendeskripsikan arah spin elektron dalam orbital. Nilai ms yang diperbolehkan adalah+½ atau -½.

Kombinasi bilangan kuantum n, l, dan ml yang mungkin pada 4 kulit elektron pertama dapat dilihat pada tabel berikut:

Jika masih teman-teman bingung dengan penjelasan di atas klik menu diskusi yang ada dibawah ini untuk bertanya yaaa

Latihan

Tentukan bilangan kuantum unsur – unsur 28Ni

A. n = 3; l = 2; m = 1; s = ½

B. n = 3; l = 2; m = 0; s = – ½

C. n = 3; l = 1; m = 0; s = ½

D. n = 2; l = 1; m = 0; s = – ½

E. n = 2; l = 1; m = 0; s = ½

Latihan

Fisika Kuantum secara teori ditemukan pertama kali oleh. . . .

A. Max Planck

B. Thomas Alfa Edison

C. Galileo Galilei

D. Julius Robert

E. Louis Pasteur

redesain-navbar Portlet