Model atom quantum dikembangkan untuk memperbaiki kelemahan model atom Bohr. Teori ini menggunakan konsep mekanika kuantum yang menyatakan sifat gelombang dan partikel pada elektron. Model ini menjelaskan elektron sebagai fungsi gelombang yang menempati ruang lingkaran atom.

1. STRUKTUR ATOM
FISIKA MODERN PSPF 2020 D

2. Kelompok 1
Angelita Agustina
Zega
(4202121006)
Ririn Anggraini
(4202421028)
Meta Sari Lumban
Gaol
(4203321015)
Fadli Ardiansyah
Ritonga (4203121008)

3. Model atom
Bohr
DAFTAR ISI
Teori Atom
Rutherford
(Ernest
Rutherford)
Spektrum
garis
Model atom
quantum

4. Teori Atom
Rutherford (Ernest
Rutherford)
01

5. Teori Atom Rutherford
Rutherford lahir di Selandia Baru dan berkebangsaan Inggris. Ia adalah murid sekaligus
partner dari Thomson. Meskipun Rutherford seorang murid dari Thomson, tetapi ia
mengembangkan teori atom dan memperbaiki teori milik gurunya yaitu Thomson.
Rutherford dan kedua asistennya menemukan inti atom
pada tahun 1910. Inti atom memiliki jari-jari yang lebih kecil
dari jari-jari atomnya. Teori yang ditemukan oleh Rutherford
berasal dari eksperimen penembakan inti atom lempengan
emas dengan partikel alfa (sebuah partikel dengan massa
empat kali massa atom hidrogen dan muatan positif sebesar
dua kali muatan elektron). Eksperimen ini dinamakan
Geiger-Marsden. Penamaan eksperimen ini diambil dari dua
murid Rutherford yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden).

6. Teori Atom Rutherford
Rutherford dan kedua asistennya menemukan inti atom pada tahun
1910. Inti atom memiliki jari-jari yang lebih kecil dari jari-jari atomnya.
Teori yang ditemukan oleh Rutherford berasal dari eksperimen
penembakan inti atom lempengan emas dengan partikel alfa (sebuah
partikel dengan massa empat kali massa atom hidrogen dan muatan
positif sebesar dua kali muatan elektron). Eksperimen ini dinamakan
Geiger-Marsden. Penamaan eksperimen ini diambil dari dua murid
Rutherford yaitu Hans Geiger dan Ernest Marsden).

7. Teori Atom Rutherford
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan, Rutherford
memiliki kesimpulan bahwa inti atom yang terkena partikel
alfa maka akan terjadi tumbukan yang menyebabkan
pembelokan atau pemantulan partikel alfa. Penyebab
terjadinya hal itu adalah massa dan muatan atom terpusat
pada inti (nukleus). Dengan demikian, Rutherford
berpendapat bahwa muatan inti atom sama dengan massa
atom dalam sma (satuan massa atom).

8. inti atau garis besar dari teori atom Rutherford
Berikut beberapa inti atau garis besar dari teori atom Rutherford:
• Atom terdiri atas inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi elektron-
elektron yang bermuatan nehatif seperti model tata surya.
• Atom bersifat netral karena muatan positif sebanding dengan muatan negatif.
• Selama mengitari inti, gaya sentripetal pada elektron terbentuk oleh gaya tarik
menarik antara elektron dengan gaya inti atom (gaya Coulomb).
• Sebagian besar volume atom adalah ruang kosong (bukan pejal). Hal itu
disebabkan oleh Jari-jari inti atom jauh lebih kecil dari jari-jari atom.

9. Spektrum garis
02

10. Garis spektrum adalah garis-garis gelap atau cerah yang ada di dalam
satu spektrum yang seharusnya seragam dan berkelanjutan, yang
menyebabkan kekurangan atau kelebihan foton di dalam satu rentang
frekuensi yang sempit, dibandingkan dengan frekuensi-frekuensi
terdekat.
Apa itu Spektrum garis?

11. 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. Kenyataan bahwa gas
memancarkan cahaya dalam bentuk spektrum garis diyakini berkaitan erat dengan
struktur atom. Dengan demikian, spektrum garis atomik dapat digunakan untuk menguji
kebenaran dari sebuah model atom.
Spektrum garis

12. Spektrum garis berbagai gas
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.
Seorang guru matematika Swiss bernama Balmer menyatakan deret
untuk gas hidrogen sebagai persamaan berikut ini. selanjutnya, deret ini
disebut deret Balmer. Dimana panjang gelombang dinyatakan dalam
satuan nanometer (nm)

13. Model atom
Bohr
03

14. Model atom Bohr
Niels Bohr merupakan fisikawan asal Denmark dan
peraih Nobel Fisika pada tahun 1922. Bohr memulai
penelitian tentang atom pada tahun 1913 dan nama dari
hasil penelitian itu adalah spektrum atom hidrogen.
Bentuk dari teori atom Bohr bisa dikatakan seperti
peredaran planet saat mengitari tata surya. Eksperimen
yang dilakukan Bohr menghasilkan elektron-elektron yang
mengelilingi inti atom yang terdiri dari Proton dan Neutron
dan di lintasan-lintasan tertentu disebut dengan kulit
elektron atau tingkat energi. Setelah mengelilingi inti atom,
elektron itu bisa berpindah dari satu kulit ke kulit lainnya
dengan penyerapan atau pemancaran dari beberapa energi
tertentu.

15. Model atom Bohr
Atom adalah satuan unit terkecil dari sebuah unsur yang memiliki sifat-sifat dasar
tertentu. Setiap atom terdiri dari sebuah inti kecil yang terdiri dari proton dan
neutron dan sejumlah elektron pada jarak yang jauh. Pada tahun 1913, Niels Bohr,
fisikawan berkebangsaan Swedia, mengikuti jejak Einstein menerapkan teori
kuantum untuk menerangkan hasil studinya mengenai spektrum atom hidrogen.
Bohr mengemukakan teori baru mengenai struktur dan sifat-sifat atom. Teori atom
Bohr ini pada prinsipnya menggabungkan teori kuantum Planck dan teori atom dari
Ernest Rutherford yang dikemukakan pada tahun 1911.

16. Model atom Bohr
Model atom Bohr memperbaiki kelemahan model atom Rutherford. Untuk
menutupi kelemahan model atom Rutherford, Bohr mengeluarkan empat postulat.
Gagasan Bohr menyatakan bahwa elektron harus mengorbit di sekeliling inti.
Namun demikian, teori atom yang dikemukakan oleh Neils Bohr juga memiliki
banyak kelemahan. Model Bohr hanyalah bermanfaat untuk atom-atom yang
mengandung satu elektron tetapi tidak untuk atom yang berelektron banyak Bohr
mengemukakan bahwa apabila elektron dalam orbit atom menyerap suatu
kuantum energi, elektron akan meloncat keluar menuju orbit yang lebih tinggi.

17. Model atom Bohr
Sebaliknya, jika elektron itu memancarkan suatu kuantum energi,
elektron akan jatuh ke orbit yang lebih dekat dengan inti atom. Model
atom Bohr dikemukakan oleh Niels Bohr yang berusaha menjelaskan
kestabilan atom dan spektrum garis atom hidrogen yang tidak dapat
dijelaskan oleh model atom Rutherford.

18. Postulat Dasar Model Atom Bohr
Ada empat postulat yang digunakan untuk menutupi kelemahan model atom Rutherford,
antara lain:
1. Atom Hidrogen terdiri dari sebuah elektron yang bergerak dalam suatu lintas edar
berbentuk lingkaran mengelilingi inti atom, gerak elektron tersebut dipengaruhi oleh gaya
coulomb sesuai dengan kaidah mekanika klasik.
2. Lintas edar elektron dalam hydrogen yang mantap hanyalah memiliki harga momentum
angular L yang merupakan kelipatan dari tetapan Planck dibagi dengan 2π.
dimana n = 1,2,3,… dan disebut sebagai bilangan kuantum
utama, dan h adalah konstanta Planck.

19. Postulat Dasar Model Atom Bohr
3. Dalam lintas edar yang mantap elektron yang mengelilingi inti atom tidak
memancarkan energi elektromagnetik, dalam hal ini energi totalnya E tidak
berubah.
4. Jika suatu atom melakukan transisi dari keadaan energi tinggi EU ke keadaan
energi lebih rendah EI, sebuah foton dengan energi hυ=EU-EI diemisikan. Jika
sebuah foton diserap, atom tersebut akan bertransisi ke keadaan energi rendah
ke keadaan energi tinggi.

20. Model atom Bohr
“Bohr menyatakan bahwa elektron-elektron hanya menempati orbit-orbit
tertentu disekitar inti atom, yang masing-masing terkait sejumlah energi
kelipatan dari suatu nilai kuantum dasar.” (John Gribbin, 2002)”
Model Bohr dari atom hidrogen menggambarkan elektron-elektron
bermuatan negatif mengorbit pada kulit atom dalam lintasan tertentu
mengelilingi inti atom yang bermuatan positif. Ketika elektron meloncat
dari satu orbit ke orbit lainnya selalu disertai dengan pemancaran atau
penyerapan sejumlah energi elektromagnetik hf.

21. Model atom Bohr
Menurut Bohr :
” Ada aturan fisika kuantum yang hanya mengizinkan
sejumlah tertentu elektron dalam tiap orbit. Hanya ada
ruang untuk dua elektron dalam orbit terdekat dari inti.
(John Gribbin, 2005)”
Bohr memperbaiki gagasan Rutherford dengan
menambahkan bahwa elektron elektron berada pada
orbit orbitnya. Seperti planet planet mengorbit matahari.
Dimana tiap orbit hanya mungkin diisi oleh sejumlah
elektron.
Gambar 1. Model Atom Bohr

22. Model atom Bohr
Kunci sukses model ini adalah dalam menjelaskan formula
Rydberg mengenai garis-garis emisi spektral atom
hidrogen, walaupun formula Rydberg sudah dikenal secara
eksperimental, tetapi tidak pernah mendapatkan landasan
teoritis sebelum model Bohr diperkenalkan. Tidak hanya
karena model Bohr menjelaskan alasan untuk struktur
formula Rydberg, ia juga memberikan justifikasi hasil
empirisnya dalam hal suku-suku konstanta fisika
fundamental.
Gambar 1. Model Atom Bohr

23. Model atom Bohr
Niels Bohr berhasil menjelaskan konsep struktur atom dengan
pendekatan sifat gelombang dari partikel yang telah dijelaskan
oleh de Broglie. Pertama, kita menguji sifat gelombang dari
elektron yang mengorbit pada inti hidrogen. Panjang gelombang
de Broglie dari sebuah elektron adalah:

24. Model atom Bohr
Dengan kecepatan elektron adalah:
sehingga diperoleh panjang gelombang elektron adalah:

25. Model atom Bohr
Jika diketahui jari-jari lintasan orbit elektron ada 5,3
× 10−11 maka diperoleh panjang gelombang elektron adalah:

26. Model atom Bohr
Panjang gelombang yang dihasilkan dari perhitungan
ter sebut sama persis dengan keliling orbit elektron,
sehingga diperoleh:

27. Model atom Bohr

28. Gagasan Kunci Model atom Bohr
Dua gagasan kunci adalah:
1. Elektron-elektron bergerak di dalam orbit-orbit dan memiliki momentum yang
terkuantisasi, dan dengan demikian energi yang terkuantisasi. Ini berarti tidak setiap
orbit, melainkan hanya beberapa orbit spesifik yang dimungkinkan ada yang berada
pada jarak yang spesifik dari inti.
2. Elektron-elektron tidak akan kehilangan energi secara perlahan-lahan
sebagaimana mereka bergerak di dalam orbit, melainkan akan tetap stabil di dalam
sebuah orbit yang tidak meluruh.

29. Kelebihan dan Kelemahan Teori Bohr
Kelebihan:
1. Keberhasilan teori Bohr terletak pada
kemampuannya untuk meeramalkan garis-garis
dalam spektrum atom hidrogen.
2. Salah satu penemuan adalah sekumpulan
garis halus, terutama jika atom-atom yang
dieksitasikan diletakkan pada medan magnet

30. Kelebihan dan Kelemahan Teori Bohr
Kelemahan:
1. Hanya akurat bila diterapkan pada kasus atom berelektron tunggal atau atom yang
menyerupai atom hidrogen (hydrogen like), namun tidak akurat bila diterapkan pada sistim
(atom) berelektron banyak.
2. Prediksi Bohr, bahwa ketika elektron loncat dari suatu tingkat energi ke tingkat energi
dibawahnya akan dipancarkan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang
tunggal (1 garis tunggal) ternyata berdasarkan pengamatan spektroskopi tidak berupa garis
tunggal tetapi berupa dua buah garis yang letaknya sangat berdekatan namun masih bisa
dipisahkan (dua garis yang panjang gelombangnya berbeda sedikit )
3. Lintas edar elektron dalam atom yang menurut Bohr berupa lingkaran, ternyata berbentuk
ellips seperti dinyatakan oleh Sommerfeld.

31. Model atom
quantum
04

32. Model atom quantum
Alasan teori mekanika kuantum dikembangkan adalah untuk
menyempurnakan teori atom Bohr. Teori mekanika kuantum
disempurnakan oleh Erwin Schrödinger yang merupakan fisikawan
dari Austria dan peraih Nobel Fisika pada tahun 1933.
Pengembangan teori atom modern berdasarkan hipotesis de
Broglie. Menurut Louis de Broglie, berlaku sifat dualisme pada
elektron, yaitu elektron bukan hanya sekadar sebagai partikel,
tetapi juga sebagai gelombang. Dengan kata lain, elektron akan
bergerak seperti gelombang dan memiliki lintasan yang juga
merupakan gelombang.
Bukan hanya Schrödinger yang mengembangkan teori atom
modern, tetapi ada peneliti yang bernama Werner Heisenberg.
Heisenberg dan Schrödinger bekerja sama untuk mengembangkan
teori atom modern. Teori yang sudah dikembangkan oleh dua
peneliti ini saat ini disebut dengan teori atom mekanika kuantum.

33. Contoh Soal
1. Energi mekanik elektron pada tingkat dasar (n=1) pada atom Hidrogen
adalah -13.6 eV. Tentukanlah energi mekanik elektron itu pada orbit ke empat
atau bilangan kuatantu ke -4!

34. Contoh Soal
2. Menurut model atom bohr elektron
dapat bereksitasi dari orbital n-2 ke n-3 pada
atom hydrogen. Jika energi stasioner pada
tingkatan n=1 memenuhi formula E=13,6
eV/n2, nilai perubahan energi untuk
keadaan diatas adalah

35. Contoh Soal
3. Tentukan panjang gelombang radiasi elektromagnetik yang dipan carkan
dari elektron yang berelaksasi dari n = 3 ke n = 1!

36. THANKS!

37. Sani, R. A., & Kadri, M. (2022). Fisika kuantum. Bumi Aksara.
Beiser, Arthur. 1999. Konsep Fisika Modern. Jakarta : Erlangga
Gribbin, John. 2003. Fisika Kuantum. Jakarta : Erlangga
Krane, Kenneth. 1988. Fisika Modern. Jakarta : UI Press
Krane, Kenneth. 2014. Fisika Modern (Terjemahan Hans J. Wospakrik). Jakarta : UI
Press
Rosana, Dadan., dkk. 2003. Konsep Dasar Fisika Modern. Yogyakarta : JICA
Beiser, Arthur. 1992. Konsep Fisika Modern. Jakarta : Erlangga
DAFTAR PUSTAKA