Atom terdiri dari inti bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Beberapa model atom telah dikemukakan untuk menjelaskan struktur atom, mulai dari model Dalton, Thomson, Rutherford, hingga model mekanika gelombang. Model terakhir menjelaskan elektron sebagai partikel gelombang yang menduduki orbital-orbital atom. Spektrum atom memberikan informasi mengenai tingkat energi elektron dalam atom.

1. ATOM
Presentasi Fisika

2. •Model Teori Atom
• Garis besar
• Atom merupakan partikel paling kecil yang masih
mempunyai sirat unsur. Menurut para ahli fisika, jari-jari
suatu atom sekitar 3-15 nm(1nm = 10⁻⁹ meter).
Belum ada alat yang dapat memperbesar atom
sehingga dapat diamati secara jelas.
• Para ahli membuat perkiraan gambaran mengenai
atom berdasarkan data eksperimen dan kajian
teoretis yang dilakukannya. Perkiraan tentang
gambaran atom tersebut dinamakan model atom.
Itulah sebabnya mengapa model atom telah
beberapa kali mengalami perubahan sesuai dengan
perkembangan ilmu pengetahuan

3. •Teori Atom Dalton
Teori atom pertama kali dikemukakan oleh John Dalton
pada tahun 1803. Berdasarkan penelitiannya Dalton
menyatakan hal-hal sebagai berikut:
a. Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat
dibagi lagi.
b. Atom suatu unsur sama segala sifatnya, sedangkan
atom dari unsur yang berbeda memiliki massa dan
sifat yang berbeda pula.
c. Senyawa terbentuk bila atom bergabung satu sama
lain.
d. Reaksi kimia hanya melibatkan penata ulangan
atom-atom sehingga tidak ada atom yang berubah
akibat reaksi kimia.
e. Atom-atom dari unsur-unsur yang berlainan
melakukan ikatan dengan perbandingan angka
sederhana.
Kelemahan dari teori ini adalah tidak dapat
menerangkan adanya proton, neutron, dan elektron.

4. •Teori atom J.J. Thomson
Model atom selanjutnya dikemukakan oleh J.J.
Thomson pada tahun 1897. Dalam teorinya
Thomson menyatakan hal-hal sebagai berikut:
a. Atom merupakan bola padat bermuatan
positif dengan elektron terbesar di
permukaannya sehingga teori ini juga banyak
dikenal sebagai teori roti kismis.
b. Secara keseluruhan atom bersifat netral.
Kelemahan dari teori ini adalah tidak
menyatakan gerakan elektron dalam atom.

5. •Teori atom Rutherford
Model atom dikemukakan oleh Ernest Rutherford
pada tahun 1920. Pada teorinya, pernyataan
yang dikemukakan yaitu:
a. Atom tersusun dari inti atom yang bermuatan
positif (sebagai pusat massa) dan elektron-elektron
bermuatan negatif yang beredar
mengelilingi inti.
b. Inti atom bermuatan positif karena mengandung
proton. Atom bersifat netral karena jumlah proton
dalam inti sama dengan jumlah elektron yang
mengelilingi inti.
c. Sebagian besar volume atom merupakan ruang
kosong. Hampir semua massa atom positif
berpusat pada inti atom yang sangat kecil. Jari-jari
atom sekitar 10⁻⁹ m sedangkan jari-jari inti
atom sekitar 10⁻¹⁵ m.

6. • Kelemahan dari teori ini adalah
bertentangan dengan hukum fisika klasik
yang menyatakan materi yang bergerak
akan kehilangan energi dalam bentuk
gelombang elektromagnetik.
• Elektron adalah materi, sehingga ketika ia
bergerak mengelilingi inti atom, elektron akan
kehilangan energi, akibatnya semakin lama
energi elektron semakin habis dan akhirnya
jatuh ke inti. Jika elektron jatuh ke inti, berarti
atom hancur. Padahal kenyataannya tidak
demikian.

7. •Teori atom Niels Bohr
Memperbaiki kelemahan Rutherford dengan mendasarkan
pada teori atom Rutherford dan teori kuantum, dalam
teorinya Niels Bohr menyatakan bahwa:
1. Elektron beredar mengelilingi inti pada lintasan stasioner
dengan tingkat energi tertentu tanpa disertai
pemancaran atau penyerapan energi. Lintasan ini
disebut kulit atom, yaitu orbit berbentuk lingkaran dengan
jari-jari tertentu. Tiap lintasan ditandai dengan satu
bilangan bulat yang disebut bilangan kuantum utama (n)
mulai dari 1, 2, 3 dan seterusnya dan diberi lambang K, L,
M, dan seterusnya.
2. Elektron dapat berpindah dari lintasan berenergi rendah
(lintasan lebih dalam) ke lintasan berenergi lebih tinggi
(lintasan lebih luas) dengan menyerap energi dari
lingkungannya. Sebaliknya, elektron-elektron berpindah
dari lintasan lebih luar ke lintasan lebih dalam, maka akan
melepaskan energi.

8. Dalam model atom Bohr dikenal istilah-istilah:
a. Konfigurasi elektron Yaitu susunan elektron pada
masing-masing kulit. Konfigurasi elektron dinyatakan
dengan nomor atom unsur atau jumlah elektron
dalam atom unsur tersebut.
b. Elektron valensi Yaitu elektron pada kulit terluar.
Susunan elektron valensi sangat menentukan sifat-sifat
kimia suatu atom dan berperan penting dalam
membentuk ikatan dengan atom lain.
Kelemahan dari teori ini adalah hanya berhasil
menjelaskan spektrum gas hidrogen dan spesi lain
berelektron tunggal seperti He dan Li, sedangkan ion
berelektron banyak tidak dapat dijelaskan dengan
model atom ini.

9. •Model atom mekanika
gelombang
a. Berdasarkan hipotesis Louis de Broglie (prinsip
dualisme gelombang), Heisenberg mengemukakan
prinsip ketidakpastiannya bahwa kedudukan
elektron di sekeliling inti adalah kebolehjadian untuk
mendapatkan elektron disebut orbital.
b. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh
Erwin Schrodinger.

10. •Konfigurasi Elektron
Dalam penulisan konfigurasi elektron dan diagram
orbital perlu berlandaskan pada tiga prinsip utama
yaitu prinsip aufbau, aturan Hund dan aturan penuh
setengah penuh.

11. •Asas Aufbau
Azas Aufbau menyatakan bahwa :“Pengisian elektron
dimulai dari subkulit yang berenergi paling rendah
dilanjutkan pada subkulit yang lebih tinggi
energinya”. Dalam setiap sub kulit mempunyai
batasan elektron yang dapat diisikan yakni :
Subkulit s maksimal berisi 2 elektron
Subkulit p maksimal berisi 6 elektron
Subkulit d maksimal berisi 10 elektron
Subkulit f maksimal berisi 14 elektron

12. Berdasarkan ketentuan tersebut maka urutan
pengisian (kofigurasi) elektron mengikuti tanda
panah pada gambar berikut!

13. Konfigurasi elektron dalam atom selain diungkapkan
dengan diagram curah hujan, seringkali
diungkapkan dalam diagram orbital. Ungkapan
yang kedua akan bermanfaat dalam menentukan
bentuk molekul dan teori hibridisasi.
Yang harus diperhatikan dalam pembuatan diagram
orbital :
1. Orbital-orbital dilambangkan dengan kotak
2. Elektron dilambangkan sebagai tanda panah
dalam kotak
3. Banyaknya kotak ditentukan berdasarkan bilangan
kuantum magnetik

14. 4. Untuk orbital-orbital yang berenergi sama
dilambangkan dengan sekelompok kotak yang
bersisian, sedangkan orbital dengan tingkat
energi berbeda digambarkan dengan kotak
yang terpisah.
5. Satu kotak orbital berisi 2 elektron, satu tanda
panah mengarah ke atas dan satu lagi
mengarah ke bawah. Pengisan elektron dalam
kotak-kotak orbital menggunakan aturan Hund.

15. •Aturan Hund
Friedrich Hund (1927), seorang ahli fisika dari
Jerman mengemukakan aturan pengisian
elektron pada orbital yaitu :
“orbital-orbital dengan energi yang sama, masing-masing
diisi lebih dulu oleh satu elektron arah
(spin) yang sama dahulu kemudian elektron
akan memasuki orbital-orbital secara urut
dengan arah (spin) berlawanan atau dengan
kata lain dalam subkulit yang sama semua orbital
masing-masing terisi satu elektron terlebih
dengan arah panah yang sama kemudian sisa
elektronnya baru diisikan sebagai elektron
pasangannya dengan arah panah sebaliknya”.

16. • Pada pengisian diagram orbital unsur S pada
konfigurasi 3p4, 3 elektron diisikan terlebih dahulu
dengan gambar tanda panah ke atas baru sisanya 1
elektron digambar dengan tanda panah ke bawah.

17. •Aturan Penuh
Setengah Penuh
Aturan ini menyatakan bahwa : “suatu elektron
mempunyai kecenderungan untuk berpindah orbital
apabila dapat membentuk susunan elektron yang
lebih stabil.....untuk konfigurasi elektron yang
berakhiran pada sub kulit d berlaku aturan penuh
setengah penuh. Perhatikan contoh di bawah ini :
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4
menjadi
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5

18. •Penentuan Periode dan
Golongan Suatu Unsur
Periode ditentukan oleh kulit terbesar electron
tersebut.
24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5
Nomor kulit terbesarnya adalah 4 (dalam 4s1) maka
Cr terletak dalam periode 4
Bila subkulit terakhirnya pada s atau p maka
digolongkan dalam golongan A
(utama) sedangkan bila subkulit
terakhirnya pada d maka
digolongkan dalam
golongan B (transisi).

19. •Bilangan Kuantum
Bilangan Kuantum
untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam
atom, digunakan 4 bilangan kuantum.
1. Bilangan kuantum utama (n)
2. Bilangan kuantum azimuth (l)
3. Bilangan kuantum magnetic (m)
4. Bilangan kuantum spin (s)

20. •Bilangan kuantum utama
menggambarkan lintasan elektron atau tingkat energi
utama yang dinotasikan dengan n. Semakin besar
nilai n, semakin besar pula nilai rata-rata energi kulit
tersebut. Karena semakin jauh letak elektron dari inti
atom, energinya semakin besar. Dengan kata lain,
semakin besar nilai n, letak elektron semakin jauh dari
inti atom. Lintasan tersebut dalam konfigurasi
elektron dikenal sebagai kulit.

21. •Bilangan Kuantum Azimut
menggambarkan subkulit atau subtingkat energi
utama yang dinotasikan dengan l.
Bilangan kuantum azimut menentukan bentuk orbital
dari elektron. Notasi huruf digunakan untuk
menunjukkan pelbagai nilai l.

22. •Bilangan kuantum magnetik
menyatakan orientasi orbital dalam subkulit yang
dinotasikan dengan m. Dengan demikian, setiap
orbital dalam subkulit tertentu dapat dibedakan
orientasi orbitalnya dengan bilangan magnetik.
Bilangan magnetik dinyatakan dengan bilangan
bulat. Perhatikan Tabel 1.2 berikut. Nilai = 0 sampai
(n-1)

23. •Bilangan kuantum spin
menggambarkan arah rotasi atau putaran elektron
dalam satu orbital yang dinotasikan dengan s.
Karena hanya ada 2 arah putaran yang mungkin
yaitu searah jarum jam dan berlawanan arah jarum
jam, maka setiap orbital memuat 2 elektron dengan
arah rotasi yang berlawanan. Arah rotasi pertama
ditunjukkan ke atas dengan notasi s = +½ atau rotasi
searah dengan arah putaran jarum jam. Sedangkan
arah ke bawah menunjukkan notasi s = -½ atau
berlawanan dengan arah putaran jarum jam.

25. •SPEKTRUM ATOMIK DAN
TINGKAT ENERGI
Lecutan listrik pada gas hidrogen memberikan
spektrum atom hidrogen yang berupa garis-garis
yang terang yang membentuk sebuah deret yang
terdiri dari 4 panjang gelombang pada daerah
cahaya tampak (400 ~ 800 nm)
Balmer menemukan rumus berikut (Rumus Balmer),
yang memenuhi panjang gelombang garis cahaya
terang dari spektra

26. • Spektrum kontinu
• Spektrum garis

27. •Spektrum kontinu
- Spektrum kontinu : radiasi yang dihasilkan oleh atom
yang tereksitasi yang terdiri dari berbagai warna
yang bersinambungan, yaitu ungu, biru, hijau,
kuning, jingga, merah.
Semakin besar panjang gelombang maka semakin
kecil energinya, maka artinya sinar ungu mempunyai
foton dengan energi terbesar, sedangkan sinar
merah mempunyai foton dengan energi terkecil.

28. •Spektrum garis
Spektrum diskontinu atau spektrum
garis : radiasi yang dihasilkan oleh
atom yang tereksitasi yang hanya
terdiri dari beberapa warna garis yang
terputus putus; yaitu ungu, biru, merah.

29. Jika sebuah gas diletakkan di dalam
tabung kemudian arus listrik dialirkan ke
dalam tabung, gas akan
memancarkan cahaya. Cahaya yang
dipancarkan oleh setiap gas berbeda-beda
dan merupakan karakteristik gas
tersebut. Cahaya dipancarkan dalam
bentuk spektrum garis dan bukan
spektrum yang kontinu.

30. •Spektrum garis berbagai gas

31. Spektrum garis membentuk suatu deretan
warna cahaya dengan panjang
gelombang berbeda. Untuk gas hidrogen
yang merupakan atom yang paling
sederhana, deret panjang gelombang ini
ternyata mempunyai pola tertentu yang
dapat dinyatakan dalam bentuk
persamaan matematis.

32. Balmer menyatakan deret untuk gas
hidrogen dengan persamaan berikut
ini:
Panjang gelombang dinyatakan dalam
satuan nanometer (nm).

33. Beberapa kemudian menemukan deret-deret
yang lain; deret Lyman, deret
Paschen, Bracket, dan Pfund.
Pola deret-deret ini serupa maka dapat
dirangkum dalam satu persamaan.
Persamaan ini disebut deret spektrum
hidrogen.
Dimana R adalah konstanta Rydberg yang
nilainya 1,097 × 107 m−1.

34. •Deret spektrum
• Deret Lyman (m = 1) , Spektrum yang dihasilkan
cahaya ultra violet
dengan n = 2, 3, 4, …
• Deret Balmer (m = 2), Spektrum yang dihasilkan
cahaya tampak
dengan n = 3, 4, 5 ….

35. • Deret Paschen (m = 3), Spektrum yang
dihasilkan cahaya infra merah 1
dengan n = 4, 5, 6
….
• Deret Bracket (m = 4), Spektrum yang
dihasilkan cahaya infra merah 2
dengan n = 5,
6, 7, ….

36. • Deret Pfund (m = 5), Spektrum yang
dihasilkan cahaya infra merah 3
dengan n =, 7, 8 ….
Dengan demikian, setiap model atom
hidrogen dapat menerangkan keteraturan
aritmatik yang menarik ini dalam berbagai
spektrum.

37. Deret Lyman
Elektron pindah ke n =1
Deret Balmer
Elektron pindah ke n = 2
Deret Paschen
Elektron pindah
ke n =3
Deret Bracket
Elektron pindah
ke n =4
Deret Pfund : Elektron pindah ke n =5
1 1 1
= R -
l n2
n’2
n = bilangan kwantum
elektron pindah
n’ = bilangan
kwantum elektron
sebelum pindah
n = 1
n = 2
n = 3
n = 4
n = 5
n = 6
n = 7

38. THANK YOU