SUATU KAJIAN TEORI III SPEKTRUM ATOM BALMER, TEORI ATOM BOHR, DAN TEORI KUANTUM PLANCK ALMUNADY T. PANAGAN. JURUSAN KIMIA,FMIPA, UNIVRSITAS SRIWIJAYA Balmer melakukan eksperimen untuk memperoleh spectrum atom dari banyak unsure. Studi balmer terhadap spectrum atom dari unsure-unsur tersebut, menyimpulkan bahwa setiap unsure mempunyai spectrumnya yang berbeda, Balmer menyatakan bahwa spectrum atom dari unsure adalah merupakan sidik jari dari unsure tersebut. Bohr juga melakukan studi terhadap spectrum atom, dari sinilah Bohr membangun persamaan En = - B/n2 , jadi sebenarnya persamaan ini merupakan fakta, jadi merupakan hukum, tapi merupakan fakta/hukum terhadap spectrum dari atom hydrogen, yang pertama tidak dapat menjelaskan/digunakan terhadap spectrum atom unsure lain, yang kedua dasarnya menggunakan teori Planck, oleh karena itu dianggap sebagai Teori Atom Bohr. En = joule, energy pada orbit ke n B = 2,179 x 10 -18 joule n = 1, 2, 3 , dst, orbit ke n h = Tetapan Placnk = 6,626 x 10-34 Joule.Second √ = frekuensi = Second-1 • Elektron hanya diizinkan menempati satu orbit tertentu, pada orbit tersebut electron tidak melepaskan energy. • Elektron dapat pindah dari satu lintasan stasioner yang satu ke lintasan stasioner yang lain, dengan menyerap/melepaskan energy sesuai dengan kuantisasi energy dari persamaan Placnk E = h. √ • Momentum sudut = n.h/2.π Teori Kuantum Planck menyatakan bahwa, apabila suatu system menerima/kehilangan energy maka energy ini haruslah berbentuk kuantum, E = h.√. Einstein menggunakan teori Placnk ini untuk menjelaskan Efek Foto Listrik. Jika logam ditembak dengan cahaya maka logam tersebut akan melepaskan electron yang energinya tergantung dari √ dari cahaya yang dipakai, hal ini sesuai dengan Teori Planck. Pada alat yang disebut Atomic Absorption Spectroscopy, AAS, jika kita menentukan unsure X maka kita harus menggunakan lampu yang memakai unsure X. Jadi jika kita akan menentukan unsure Mn maka lampu yang digunakan harus yang memakai unsure Mn, tidak dapat menggunakan lampu yang memakai unsure Fe misalnya. Hal ini secara kualitatif dapat dijelaskan dengan percobaan Balmer, setiap unsure mempunyai spectrumnya sendiri-sendiri. Bagaimana penjelasan kuantitatifnya ? Dengan menggabungkan Teori Atom Bohr dan Teori Kuantum Planck, perpindahan electron dari satu lintasan stasioner yang satu kelintasan stasioner yang lain haruslah menyerap/melepaskan energy sesuai dengan kuantisasi energy sebesar E = h.√ , dalam hal ini untuk AAS, perpindahan electron dari keadaan dasar/ground state ke lintasan yang lebih tinggi energinya (tingkat energy eksitasinya) menyerap energy sebesar h.√. Jadi misalnya lampu yang kita pakai adalah terdiri dari unsure Mn , maka lampu tersebut akan memancar energy sebesar 5 joule, misalnya, (agar mudah membayangkannya), maka energy tersebut hanya dapat diserap oleh unsure Mn agar elektronnya dapat berpindah dari keadaan dasar/ground state ketingkat energi eksitasinya, tidak dapat memindahkan electron dari keadaan dasar/ground state ketingkat energy eksitasi unsure lain (Sesuai pengamatan Balmer) Dari pengamatan/penjelasan ini, jika kita akan mengukur unsure X , maka kita harus menggunakan lampu yang memakai unsure X, pada alat AAS, dengan menggunakan fakta yang diperoleh Balmer, Teori Atom Bohr dan Teori Kuantum Planck. Maka pantas kita mengatakan Teori Atom Bohr menjadi “Hukum Bohr” dan Teori Planck menjadi “Hukum Plack”. Hukum Bohr sesuai dengan pengamatan Balmer, dapat menjelaskan spectrum Atom Hidrogen, dapat menjelaskan fakta tentang penggunaan lampu pada peralatan AAS , salah satu perhitungan dengan menggunakan Mekanika Kuantum hasilnya sama dengan Teori Atom Bohr . Sedangkan Hukum Planck dapat menjelaskan efek foto listrik, sesuai dengan pengamatan Balmer terhadap spectrum atom , juga dapat menjelaskan fenomena penggunaan lampu pada peralatan AAS, dan digunakan sebagai dasar pada Mekanika Kuantum. Hukum Bohr, En = - B/n2 tidak dapat menjelaskan spectrum atom unsure yang lain, hanya dapat menjelaskan spectrum atom hydrogen , karena energy tingkat orbit ke n, menurut hemat penulis bergantung dari jumlah proton = jumlah electron (merupakan bilangan bulat ganjil, atau merupakan bilangan bulat genap), jumlan netron (merupakan bilangan bulat ganjil, atau merupakan bilangan bulat genap). Implikasinya : Hukum Bohr berlaku sebagai ” Hukum Induk”. En = -B/n2 , bagaimana kita dapat membuktikan bahwa hukum ini berlaku sebagai ” Hukum Induk” ? Hukum ini berlaku terhadap spectrum atom Hidrogen, jadi berlaku terhadap unsure dengan jumlah proton = jumlah electron = 1, (merupakan bilangan bulat ganjil), dan jumlah netron = 0. dapat kita buktikan terhadap unsure lain dengan jumlah proton = jumlah netron = jumlah electron (merupakan bilangan bulat ganjil), dalam hal ini harus terdapat netron, karena tidak ada satupun unsure lain yang tidak mengandung unsure netron. Untuk itu dapat kita rancang eksperimen I (setting ke I) terhadap unsure Hidrogen, Litium, Natrium dan Kalium : H (=1), Li (=3), Na (=11), dan K (=19). Disini, yang menyebabkan En = -B/n2 (Hukum Induk), tidak berlaku disebabkan menurut penulis : • Jumlah proton = jumlah netron = jumlah elektron (merupakan bilangan bulat ganjil), tidak sama 1, 3, 11, dan 19. Misalnya ketergantungan terhadap jumlah proton = jumlah netron = jumlah electron ( merupakan bilangan bulat ganjil), adalah +A , maka Hukum Induk Induk menjadi En = - B/n2 + A Untuk ketergantungan Hukum Induk terhadap jumlah proton = jumlah netron = jumlah electron (merupakan bilangan bulat genap), dapat kita lakukan eksperimen II (setting ke II) terhadap unsure Helium, Berelium, Magnesium, dan Calsium : He (=2), Be (=4), Mg (9=12), dan Ca (=20). Disini yang menyebabkan En = - B/n2 , (Hukum Induk), tidak berlaku disebabkan menurut penulis : • Jumlah proton = jumlah netron = jumlah electron (merupakan bilangan bulat genap), tidak sama , yaitu 2, 4, 12, dan 20. Misalnya ketergantungan terhadap terhadap jumlah proton = jumlah netron = jumlah electron, (merupakan bilangan bulat genap) adalah - M, maka Hukum Induk menjadi En = - B/n2 - M. Untuk ketergantungan kepada yang lain, misalnya jumlah proton = jumlah electron (merupakan bilangan bilangan bulat ganjil) , tapi jumlah netron tidak sama (merupakan bilangan bulat genap) , dapat kia setting eksperimen tertentu, begitu juga untuk hal-hal yang lain, dapat kita setting percobaan tertentu. Dengan menggunakan Hukum Bohr jauh lebih mudah dan sederhana, mengapa kita harus menggunakan Konsep Mekanika Kuantum ? Memang, Mekanika Kuantum didasari “Hukum Planck”, tapi jauh lebih rumit, misalnya kita harus menguasai Operator Hamiltonian, Operator Laplacian, Kalkulus dan sebagainya. Dengan menggunakan Mekanika Kuantum, bahkan, kadang-kadang dalam hal tertentu (jumlah electron yang besar), nyaris tak terselesaikan atau tidak dapat diselesaikan, jika dipaksakan juga untuk diselesaikan, hasil yang diperoleh tidak sama persis dengan fakta, yang sulit , belum tentu berarti yang baik. Sebagai contohnya, dengan menggunakan Mekanika Kuantum, dengan penyelesaian yang sedemikian rumit, didapat hasil yang sama dengan Hukum Bohr : 2 . π2 . µ . Z2 . e4 En = - ------------------------ , sama dengan Hukum Bohr. n2 . h2 . (4 π єo )2 Luaran dari kajian teori yang sangat sederhana ini adalah : 1. Teori Atom Bohr menjadi Hukum Bohr, dengan En = - B/n2 , sebagai Hukum Induk. 2. Teori Kuantum Planck menjadi Hukum Planck, E = h. √ . 3. Kedua hal tersebut , (pont 1 dan point 2), merupakan saran, barangkali anda ingin membuktikannya ? Sebagai tip : Hukum Bohr (tentu saja harus dimodifikasi, yang pasti harga B) sangat baik untuk mempelajari system tata surya kita. Lintasan stasioner yang diperbolehkan untuk Bumi, lintasan stasioner yang diperbolehkan untuk Venus, lintasan stasioner yang diperbolehkan untuk Yupiter dan yang lain. Hanya saja kita tidak perlu menghitung energy yang harus diserap/dilepaskan benda-benda tersebut untuk pindah dari satu lintasan stasioner yang satu ke lintasan stasioner yang lain, karena, jika hal itu terjadi, bukankah berarti kita, semua manusia akan musnah ?
Posted on: Tue, 22 Oct 2013 01:27:35 +0000
Trending Topics
Recently Viewed Topics
© 2015