kimia bab1 kelas XI

download kimia bab1 kelas XI

of 25

  • date post

    14-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    3.858
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of kimia bab1 kelas XI

www.nuklir.co.nr

www.qmia.co.nr

BAB I STRUKTUR ATOM, SISTEM PERIODIK DAN IKATAN KIMIAA. Teori Atom Bohr dan Mekanika Kuantum 1). Radiasi Elektromagnetik

Adalah suatu pancaran energi yang merambatnya digambarkan sebagai gelombang. Radiasi ini mempunyai cepat rambat ( c ) yang sama, tetapi berbeda dalam hal panjanggelombang ( ) dan frekuensinya ( f ). Dirumuskan : c=fx dengan : c adalah cepat rambat cahaya ( 3 x 108 m/dtk ) adalah jarak antara 2 puncak berturutan atau jarak antara 2 lembah berturutan ( meter ) f adalah frekuensi atau jumlah gelombang tiap detik ( Hertz = Hz atau detik-1 ) Jenis-jenis radiasi elektromagnetik : No 1 2 3 4 5 6 7 Jenis Radiasi Sinar Gama Sinar X ( Rontgen ) Ultra Violet Cahaya Tampak (me-ji-ku-hi-biu) Infra Merah Gelombang Mikro Gelombang Radio Frekuensi ( Hz ) 1020 1018 1016 1014 < f < 1015 1014 1011 1010 107 106 - 102 Panjang Gelombang ( nm ) 10-3 10-1 10 103 > > 102 103 106 107 1010 1011 - 1015 atau

f= c

2).

Spektrum Atom

o Spektrum atom atau radiasi yang dihasilkan oleh unsur gas yang berpijar hanyamengandung beberapa diskontinu ( spektrum garis ). Contoh = spektrum lampu H ( ungu, biru dan merah ). ( warna ) secara terputus-putus, sehingga disebut spektrum

1

www.nuklir.co.nr

www.qmia.co.nr

Natriu m

Merkur i

Litiu m

Hidrog en

Frekuensi semakin kecil ; panjang

o Spektrum dari sinar matahari merupakan spektrum kontinu ( sinambung ) karenamerupakan gabungan dari berbagai ( warna ) secara berkesinambungan.

o Spektrum garis membentuk suatu deretan warna cahaya dengan panjang gelombangberbeda. 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).

o Beberapa orang yang lain kemudian menemukan deret-deret yang lain selain deret Balmersehingga dikenal adanya deret Lyman, deret Paschen, Bracket, dan Pfund. Pola deret-deret ini ternyata serupa dan dapat dirangkum dalam satu persamaan. Persamaan ini disebut deret spektrum hidrogen.

Dimana R adalah konstanta Rydberg yang nilainya 1,097 107 m1.

o Deret Lyman (m = 1) terletak pada daerah ultra violet

dengan n = 2, 3, 4, .

o Deret Balmer (m = 2) terletak pada daerah cahaya tampak

dengan n = 3, 4, 5 .

o Deret Paschen (m = 3) terletak pada daerah infra merah 1

dengan n = 4, 5, 6 . 2

www.nuklir.co.nr

www.qmia.co.nr

o Deret Bracket (m = 4) terletak pada daerah infra merah 2

dengan n = 5, 6, 7, .

o Deret Pfund (m = 5) terletak pada daerah infra merah 3

dengan n = 6, 7, 8 . o Dalam model atom Rutherford, elektron berputar mengelilingi inti atom dalam lintasan atau orbit. Elektron yang berputar dalam lintasan seolah-olah bergerak melingkar sehingga mengalami percepatan dalam geraknya. Menurut teori elektromagnetik, elektron yang mengalami percepatan akan memancarkan gelombang elektromagnetik secara kontinu. Ini berarti elektron lama kelamaan akan kehabisan energi dan jatuh ke dalam tarikan inti atom. Ini berarti elektron tidak stabil. Di pihak lain elektron memancarkan energi secara kontinu dalam spektrum kontinu. Ini bertentangan dengan kenyataan bahwa atom memancarkan spektrum garis. o Ketidakstabilan elektron dan spektrum kontinu sebagai konsekuensi dari model atom Rutherford tidak sesuai dengan fakta bahwa atom haruslah stabil dan memancarkan spektrum garis. Diperlukan penjelasan lain yang dapat menjelaskan kestabilan atom dan spektrum garis atom hidrogen. 3). Teori Kuantum Max Planck Awalnya, radiasi elektromagnetik dianggap bersifat kontinu, artinya suatu benda Namun teori ini tidak dapat menjelaskan pola radiasi yang dipancarkan oleh benda Max Planck mengemukakan teori baru yang dapat menjelaskan pola radiasi benda dapat menerima atau memancarkan energi radiasi dalam berbagai ukuran. panas ( = radiasi benda hitam, karena benda itu berwarna hitam sebelum dipanaskan ). panas tersebut.

Menurutnya, radiasi elektromagnetik bersifat diskontinu, artinya suatu benda hanya

dapat memancarkan atau menyerap radiasi elektromagnetik dalam ukuran / paket-paket kecil dengan nilai tertentu ( = disebut kuantum / kuanta ). Suatu benda hanya dapat menerima atau memancarkan energi radiasi sebesar 1, 2 atau 3 kuanta dan bukan atau kuanta ( = artinya suatu benda hanya dapat berada pada tingkat energi tertentu ). partikel ). Teori ini tidak menghilangkan sifat radiasi elektromagnetik sebagai gelombang ( = sifat dualisme dari radiasi elektromagnetik, yaitu sebagai gelombang sekaligus sebagai

Radiasi

elektromagnetik

sebagai

gelombang

=

misalnya

sifat

difraksi

dan

interferensi. Radiasi elektromagnetik sebagai partikel ( foton )= contohnya radiasi benda panas

dan efek fotolistrik. 3

www.nuklir.co.nr

www.qmia.co.nr

E=hx f dengan :

Besarnya energi dalam 1 paket ( 1 kuantum atau 1 foton ) dirumuskan : atau

E = hx c

E = energi radiasi ( joule = J ) h = tetapan Planck ( = 6,63 x 10-34 J.dtk ) 4). Efek Fotolistrik

Fotolistrik adalah listrik yang diinduksi oleh cahaya ( foton ). Hal terpenting dalam efek fotolistrik :

a. Fotolistrik hanya terjadi jika radiasi yang digunakan mempunyai energi ( frekuensi )minimum tertentu ( = disebut energi / frekuensi ambang ), tidak bergantung pada waktu dan intensitasnya. Setiap logam mempunyai frekuensi ambang tertentu. b. Kuat arus fotolistrik akan meningkat, jika intensitas radiasinya juga ditingkatkan. c. Kuat arus fotolistrik juga akan meningkat, jika digunakan radiasi dengan frekuensi yang lebih besar meskipun intensitasnya sama. Contoh : Sebatang logam mempunyai frekuensi ambang yaitu sinar hijau, artinya : a. Logam tersebut hanya akan menghasilkan fotolistrik jika disinari dengan sinar hijau atau sinar lain yang frekuensinya lebih besar. b. Logam tersebut tidak akan menghasilkan fotolistrik jika disinari dengan sinar merah, jingga atau kuning ( = sinar yang frekuensinya < frekuensi sinar hijau ), tidak terpengaruh oleh berapapun intensitas atau berapapun waktu penyinarannya. c. Kuat arus akan meningkat, jika sinar hijau yang digunakan juga ditingkatkan. d. Jika digunakan sinar dengan frekuensi > frekuensi sinar hijau, ( misalnya = sinar biru atau ungu ) dengan intensitas yang sama, maka kuat arus fotolistrik akan meningkat.

Efek fotolistrik menurut Einstein : Dasar pemahaman : Einstein menggunakan teori kuantum Max Planck ( = radiasi elektromagnetik bersifat diskontinu ).

Radiasi elektromagnetik bersifat sebagai partikel ( = foton ), yang mempunyai energitertentu dan bergantung pada frekuensinya. Menurutnya : 1) 2) Fotolistrik terjadi ketika foton dengan energi yang cukup, menabrak elektron di Setiap foton akan mentransfer energinya kepada 1 elektron ketika terjadi tabrakan. permukaan logam.

4

www.nuklir.co.nr

www.qmia.co.nr

3)

Jika intensitas radiasi meningkat, berarti jumlah foton bertambah, sehingga jumlah

elektron yang terlemparpun akan meningkat.

4)5)

Jika digunakan radiasi dengan frekuensi > frekuensi ambang, maka kelebihan energi Semakin besar kelebihan energi, semakin besar pula energi kinetik foto elektronnya,

akan muncul sebagai energi kinetik elektron. sehingga semakin banyak elektron yang dapat mencapai anode ( kutub positif ). Akibatnya kuat arus fotolistrik akan meningkat. 5). Model Atom Niels Bohr

o

Postulat Niels Bohr tentang spektrum atom gas hidrogen :

1) Elektron dalam atom hanya dapat beredar pada lintasan dengan tingkat energi tertentu. 2) Pada lintasan yang diijinkan, elektron tidak memancarkan atau menyerap energi.Lintasan-lintasan stasioner yang diijinkan untuk ditempati elektron memiliki momentum

sudut yang merupakan kelipatan bulat dari nilai

.

3) Perpindahan elektron dari 1 tingkat energi ke tingkat energi lainnya disertai denganpenyerapan atau pelepasan sejumlah tertentu energi. Energi dalam bentuk foton cahaya akan dilepaskan jika elektron berpindah ke lintasan yang lebih dalam, sedangkan energi dalam bentuk foton cahaya akan diserapkan supaya elektron berpindah ke lintasan yang lebih luar. Energi yang dilepas atau diserap dalam paket sebesar hf sesuai dengan persamaan Planck ( E = h.f )

o

Niels Bohr merumuskan tingkat-tingkat energi ( En ) dari atom hidrogen sebagai berikut :

En= RH . 1 atau En = 13,6 eV 2 n n2

dengan :RH

= 2,18 x 10

-18

J

n

= bilangan bulat ( = bilangan kuantum dengan nilai 1, 2, 3 dst ) = 1,602 x 10-19

1 elektronvolt ( eV )

J5

www.nuklir.co.nr

www.qmia.co.nr

o Energi elektron bertanda ( - ) pada setiap nilai n. Jika elektron berada pada lintasan n = 1( lintasan yang paling dekat dengan inti atom ), maka elektron mempunyai energi paling negatif ( = artinya paling stabil ), disebut berada pada keadaan dasar ( ground state ).

o Energi elektron akan semakin tinggi untuk n yang semakin besar, jika n = maka energielektron = nol, artinya = bahwa elektron sudah terlepas dari pengaruh gaya tarik inti.

o Elektron dapat berpindah dari 1 lintasan ke lintasan lainnya dengan cara menyerap ataumemancarkan sejumlah tertentu energi ( o

Eakhir Eawal ).dirumuskan :

E = Ef - Ei dengan : Ei = tingkat energi awal Ef = tingkat energi akhir Keterangan :

Jika Ef > Ei yaitu perpindahan dari tingkat energi lebih rend