Teori Atom Bohr

Bohr mengemukakan bahwa atom terdiri dari inti berukuran sangat kecil dan bermuatan positif dikelilingi oleh elektron bermuatan negatif yang mempunyai orbit. Inilah gambar teori model atom Bohr berikut:

Model atom Bohr berbentuk seperti tata surya, dengan elektron yang berada di lintasan peredaran (orbit) mengelilingi inti bermuatan positif yang ukurannya sangat kecil. Gaya gravitasi pada tata surya secara matematis dapat diilustrasikan sebagai gaya Coulomb antara nukleus (inti) yang bermuatan positif dengan elektron bermuatan negatif.

Bunyi Postulat Teori Atom Bohr

Teori atom Bohr kiranya dapat dijelaskan seperti berikut:

1. Elektron mengitari inti atom dalam orbit-orbit tertentu yang berbentuk lingkaran. Orbit-orbit ini sering disebut sebagai kulit-kulit elektron yang dinyatakan dengan notasi K, L, M, N ... dst yang secara berututan sesuai dengan n = 1, 2, 3, 4 ... dst.
2. Elektron dalam tiap orbit mempunyai energi tertentu yang makin tinggi dengan makin besarnya lingkaran orbit atau makin besarnya harga n. Energi ini bersifat terkuantisasi dan harga-harga yang diijinkan dinyatakan oleh harga momentum sudut elektron yang terkuantisasi sebesar n (h/2π) dengan n = 1, 2, 3, 4 ... dst.
3.  Selama dalam orbitnya, elektron tidak memancarkan energi dan dikatakan dalam keadaan stasioner. Keberadaan elektron dalam orbit stasioner ini dipertahankan oleh gaya tarik elektrostatik elektron oleh inti atom yang diseimbangkan oleh gaya sentrifugal dari gerak elektron.
4. Elektron dapat berpindah dari orbit satu ke orbit lain yang mempunyai energi lebih tinggi bila elektron tersebut menyerap energi yang besarnya sesuai dengan perbedaan energi antara kedua orbit yang bersangkutan, dan sebaliknya bila elektron berpindah ke orbit yang mempunyai energi lebih rendah akan memancarkan energi radiasi yang teramati sebagai spektrum garis yang besarnya sesuai dengan perbedaan energi antara kedua orbit yang bersangkutan.
5. Atom dalam molekul dikatakan dalam keadaan tingkat dasar (ground state) apabila elektron-elektronnya menempati orbit-orbit sedemikian sehingga memberikan energi total terendah. Dan apabila elektron-elektron menempati  orbit-orbit yang memberikan energi lebih tinggi daripada energi tingkat dasarnya dikatakan atom dalam tingkat tereksitasi (excited state). Atom dalam keadaan dasar lebih stabil daripada dalam keadaan tereksitasi.

 

Model Hidrogen Bohr

Contoh paling sederhana dari model atom hidrogen Bohr (Z = 1) atau sebuah ion mirip hidrogen (Z >1), yang mempunyai elektron bermuatan negatif mengelilingi inti bermuatan positif. Energi elektromagnetik akan diserap atau dilepaskan ketika sebuah elektron berpindah dari lintasan satu ke lintasan lain. Jari-jari dari lintasan bertambah sebagai n², dimana n adalah bilangan kuantum utama. Transisi dari 3 ke 2 menghasilkan garis pertama dalam deret Balmer. Untuk hidrogen (Z = 1) akan menghasilkan foton dengan panjang gelombang 656 nm (cahaya merah).

Kelebihan Teori Atom Bohr

1. Keberhasilan teori Bohr terletak pada kemampuannya untuk meramalkan garis-garis dalam spektrum atom hidrogen
2.  Salah satu penemuan adalah sekumpulan garis halus, terutama jika atom-atom yang dieksitasikan diletakkan pada medan magnet.

Kelemahan Teori Atom Bohr

1. Walaupun dinilai sudah revolusioner, tetapi masih ditemukan kelemahan teori atom Bohr yaitu: 
2. Melanggar asas ketidakpastian Heisenberg karena elektron mempunyai jari-jari dan lintasan yang telah diketahui.
3. Model atom Bohr mempunyai nilai momentum sudut lintasan ground state yang salah.
4.  Lemahnya penjelasan tentang prediksi spektra atom yang lebih besar.
5.  Tidak dapat memprediksi intensitas relatif garis spektra.
6. Model atom Bohr tidak dapat menjelaskan struktur garis spektra yang baik.
7. Belum dapat menerangkan spektrum atom kompleks, Intensitas relatif dari tiap garis spektrum emisi, serta Efek Zeeman, yaitu terpecahnya garis spektrum bila atom berada dalam medan magnet.
8. Struktur garis halus ini dijelaskan melalui modifikasi teori Bohr tetapi teori ini tidak pernah berhasil memerikan spektrum selain atom hydrogen
9. Belum mampu menjelaskan adanya stuktur halus(fine structure) pada spektrum, yaitu 2 atau lebih garis yang sangat berdekatan.

Konfigurasi Elektron Bohr

Sebagai mana kita tahu bahwa tingkat energi atau kulit dalam model atom bohr itu dilambangkan dengan K,L,M,N.  Dimana masing-masing kulit mampu menampung max 2,8,18,32 (secara berurutan dari K,L,M dan N) elektron.

Example :

1H  maka konfigurasinya 1H : 1 ini berarti kulit K terisi oleh 1 elektron.

18Ar maka konfigurasinya 18Ar : 2 8 8 ini berarti kulit K terisi oleh 2 elektron, kulim L terisi oleh 8 elektron dan kulit M terisi oleh 8 elektron.

19K konfiguranyi akan jadi 19K : 2 8 8 1 kenapa tidak 2 8 9, karena elektron pada kulit terluar maksimal bisa diisi oleh 8 elektron.

Teori Atom Rutherford

Pada tahun 1911, Rutherford menyangkal kebenaran teori atom Thomson yang mengatakan bahwa atom merupakan bermuatan positif, dan disekelilingnya terdapat elektron bermuatan negatif layaknya roti kismis. Teori atom Rutherford mengatakan bahwa atom mempunyai inti yang merupakan pusat massa yang kemudian dinamakan nukleus, dengan dikelilingi awan elektron bermuatan negatif.

Dasar Teori Atom Rutherford

Teori atom Rutherford didasarkan pada eksperimen penembakan inti atom lempengan emas dengan partikel alfa yang dikenal dengan percobaan Geiger-Marsden. Pada saat itu, Rutherford menysun desain rancangan percobaan penembakan atom emas oleh partikel alfa yang dipancarkan oleh unsur radioaktif. Ternyata, sinar radioaktf tersebut ada yang dipantulkan, dibelokkan, dan diteruskan. 

Perhatikan gambar percobaan dari Rutherford berikut ini:

Eksperimen yang dilakukan Rutherford

Seperti pada gambar di atas, Rutherford menjelaskan bahwa jika partikel alfa mengenai inti atom, maka akan terjadi tumbukan yang mengakibatkan pembelokan atau pemantulan partikel alfa. Hal itu disebabkan karena massa dan muatan atom terpusat pada inti (nukleus). Rutherford menyarankan bahwa muatan inti atom sebanding dengan massa atom dalam sma( satuan massa atom). Partikel alfa yang mengenai awan elektron tidak  dibelokkan maupun dipantulkan.

Bunyi Teori Rutherford

Rutherford melakukan penelitian tentang hamburan sinar α (alpha) pada lempeng emas. Hasil pengamatan tersebut dikembangkan dalam hipotesis model atom Rutherford:

Model Atom Rutherford

1. Sebagian besar dari atom merupakan permukaan kosong atau hampa.
2. Atom memiliki inti atom bermuatan positif yang merupakan pusat massa atom.
3. Elektron bergerak mengelilingi inti dengan kecepatan yang sangat tinggi.
4. Sebagian besar partikel α lewat tanpa mengalami pembelokkan/hambatan. Sebagian kecil dibelokkan, dan sedikit sekali yang dipantulkan.
5. Awan elektron tidak mempengaruhi penyebaran partikel alfa.

Kelebihan Model Atom Rutherford

1. Mudah dipahami untuk menjelaskan struktur atom yang rumit
2. Dapat menjelaskan bentuk lintasan elektron yang mengelilingi inti atom
3. Dapat menggambarkan gerak elektron disekitar inti

Kelemahan Model Atom Rutherford

1.  Menurut hukum fisika klasik, elektron yang bergerak mengelilingi inti memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Akibatnya, lama-kelamaan elektron itu akan kehabisan energi dan akhirnya menempel pada inti.
2. Model atom rutherford ini belum mampu menjelaskan dimana letak elektron dan cara rotasinya terhadap inti atom.
3.  Elektron memancarkan energi ketika bergerak, sehingga energi atom menjadi tidak stabil.
4. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen (H).

Teori Atom Thompson

Teori Atom Dalton pun runtuh setelah ditemukannya partikel subatomic yang disebut Elektron oleh Joseph John Thompson pada tahun 1987.

Thompson menemukan electron dengan percobaan menggunakan tabung sinar katoda. Thompson melihat bahwa jika arus listrik melewati tabung vakum, ada semacam aliran berkilau yang terbentuk. Thompson menemukan bahwa aliran berkilau tersebut dibelokan ke arah plat kutub positif. Thompson membuktikan bahwa cahaya tersebut menjadi berubah arah karena adanya partikel subatomic yan =g bermuatan negatif (-). Thompson menyebut partikel bermuatan negatif itu dengan sebutan electron.

Thompson menjelaskan bahwa atom itu seperti bulatan yang bermuatan positif (+) dan dibagian bulatan tersebut tersebar partikel-partikel electron (-). Teori atom Thompson ini sering disebut teori roti kismis. Roti adalah bulatan yang bermuatan positif (+) dan kismis yang tersebar adalah partikel bermuatan negatif (-).

Dalil J. J. Thompson mengenai Atom.

1. Atom berupa sebuah bola yang bermuatan positif (+) dan dikelilingi oleh electron yang bermuatan negatif (-)
2. Karena Atom harus netral maka jumlah muatan positif (+) sama dengan jumlah muatan negatif (-)

Teori Atom Dalton

Pada tahun 1808  Seorang Scientist dan Guru di English. John Dalton merumuskan definisi sesuatu yang tidak terlihat penyusun materi yang kita sebut dengan Atom. Pekerjaan Dalton ini adalah awal mula dari perkembangan Kimia Modern.

Model atom Dalton

Dalil Atom yang di rumuskan Dalton sebagai berikut :

1. Semua Unsur tersusun atas partikel yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi-bagi lagi yang disebut Atom.
2. Semua Atom dari unsur yang sama, mempunyai ukuran, massa dan sifat yang sama. Atom dari satu unsur berbeda dengan atom dari unsur lain.
3. Selama reaksi kimia atom-atom hanya dapat bergabung dan dipecah menjadi atom-atom yang terpisah. Atom tidak dapat diciptakan dan dihancurkan.
4. Suatu senyawa tersusun dari unsur-unsur melalui penggabungan atom yang berbeda dengan perbandingan sederhana.

Teori Atom Dalton ini bila dilihat dari Teori Atom yang paling Modern mempunyai beberapa kelemahan sebagai berikut :

1. Dalton menerangkan bahwa atom adalah partikel terkecil dan tidak dapat dibagi-bagi lagi tetapi dengan kemajuan teknologi diketahui bahwa atom tersusun atas partikel dasar yang disebut : Proton, Elektron, dan Neutron.
2. Dalton mempunyai anggapan bahwa perbandingan unsur dalam senyawa, selalu mempunyai perbandingan bulat dan sederhana. Tapi kenyataannya ada senyawa yang tidak memenuhi anggapannya tersebut contohnya C18H35O2Na.
3. Dalton berpendapat bahwa atom dari suatu unsur mempunya segala kesamaan, tetapi sekarang ditemukan adanya isotop (mempunyai nomor atom yang sama tetapi nomor massa yang berbeda)