SPEKTRUM ATOM HIDROGEN DAN MODEL ATOM MENURUT BOHR

Tahun Pembelajaran       : 2023 / 2024

Semester                         : II (Dua)

Kelas                               : XII SMA

Pokok Bahasan               : Model Atom Bohr

 

SPEKTRUM ATOM HIDROGEN DAN

MODEL ATOM MENURUT BOHR

1. Spektrum Atom Hidrogen

2. Model Atom menurut Bohr

 

Salah satu jenis spektrum cahaya adalah spektrum garis 

(spektrum atom). Yang merupakan spektrum yang terdiri 

dari suatu garis tipis atau lebih. Dan spektrum ini dipancar

kan oleh atom – atom.

 

1. Spektrum Atom Hidrogen

Salah satu spektrum garis yang paling sederhana adalah 

spektrum atom hidrogen. Ketika gas hidrogen ditempatkan 

dalam sebuah tabung lucutan dan terjadi pelucutan muatan 

karena beda potensial yang tinggi. Gas menjadi bercahaya 

dan memancarkan cahaya merah kebiru – biruan. 

Cahaya ini dapat dianalisa dengan menggunakan 

spektograf (alat ukur spektrum garis).

Tiap garis menampilkan sebuah panjang gelombang cahaya 

tertentu.

Spektrum yang diperoleh merupakan bentuk pelepasan 

sebagian energi dari sebuah elektron yang melompat. 

Dari tingkat energi yang tertinggi menuju tingkat energi 

terendah.

  

2. Model Atom menurut Bohr

 

Postulat pertama Bohr

 

Kemunculan postulat pertama Bohr adalah untuk menjawab salah 

satu kekurangan dari teori atom Rutherford tentang kemantapan 

atom. Bila kita mempelajari model atom Rutherford, elektron 

bergerak menggelilingi inti atom dengan jari – jari lintasan yang 

semakin mengecil. Hingga akhirnya elektron akan terjatuh ke 

dalam inti atom.

 

“Elektron tidak dapat berputar sekitar inti melalui setiap lintasan. 

Tetapi hanya akan melalui satu lintasan tertentu tanpa membebas

kan energi. Lintasan ini dinamakan lintasan stasioner”.

 

 

Postulat kedua Bohr 

 

Kemunculan postulat kedua Bohr adalah untuk menjawab 

terbentuknya deret, seperti deret Lyman, Balmer, dan seterusnya.

 

“Jika elektron berpindah dari lintasan yang lebih dalam ke lintasan 

lebih luar akan menyerap energi. Dan sebaliknya elektron akan 

membebaskan energi dalam bentuk foton”.

 

Model Atom Bohr

 

Dalam model atom Bohr, menggunakan atom Hidrogen yang 

terdiri atas satu buah elektron (bermuatan negatif) dan inti 

atom yang dihuni satu buah proton (bermuatan positif).

 

Dalam pergerakkan elektron menggelilingi inti atom pada lintasan 

stasioner. Bekerja dua gaya, gaya Coulomb dan gaya sentripetal.

 

Dalam lintasan stasioner,    ∑F = 0 :

Dengan mengingat rumus energi kinetik, EK maka persamaan (1) 

dapat dirubah menjadi.

 

 

Persamaan (2) menunjukkan besaran energi kinetik yang dibutuh

kan sebuah elektron untuk menggelilingi intinya.

 

Mengawali pergerakan elektron pada lintasannya, sebuah elektron 

membutuhkan energi. Akibat perbedaan potensial ∆V, 

sebuah elektron akan memperoleh asupan energi potensial.

 

Dan beda potensial ∆V :

 

Maka besaran energi potensialnya,

 

Total energi yang dibutuhkan elektron tiap lintasan ke – n adalah :

 

 

Tanda negatif menunjukkan dalam pergerakannya, sebuah elektron 

akan melepaskan energi.

 

 

Jika ada sebuah elektron berpindah dari tingkat energi yang 

lebih tinggi menuju tingkatan energi yang lebih rendah. 

Elektron akan melepaskan energi dalam bentuk energi foton 

(berkas cahaya).

 

Tingkatan energi rendah kita misalkan n dan tingkatan 

energi lebih tinggi kita misalkan m. Berarti jari – jari m lebih 

besar dari jari – jari n (r_m > r_n).

 

untuk kulit m menuju kulit n,

 

dengan mengingat hubungan antara panjang gelombang (λ) 

dengan frekuensi (f).

 

Diperoleh R merupakan tetapan Rydberg. Sehingga persamaan 

(10) dapat kita tuliskan.

 

Postulat ketiga Bohr

 

“Lintasan – lintasan yang diperkenan untuk ditempati 

elektron ialah lintasan – lintasan yang mempunyai 

momentum angular”.

 

Dimana n merupakan bilangan kuantum utama dan h merupakan 

tetapan Planck.

 

Kemudian kita kuadratkan,

 

Dengan mensubstitusikan persamaan (14) ke dalam 

persamaan (2) kita akan memperoleh besaran jari – jari 

atom tiap lintasannya.

 

Kesimpulannya, dari persamaan (15) diperoleh :

“jari – jari lintasan kuantum berbanding lurus dengan kuadrat 

bilangan – bilangan bulat positif”.

 

Hingga akhirnya persamaan (12) dapat dituliskan ulang menjadi.

 

Dan energi tiap tingkatan dapat dirumuskan menjadi.

 

 

SERI 1 : 10 SOAL TEORI KINETIK GAS

 

Tahun Pelajaran  : 2023 / 2024

Semester           : II (Dua)

Kelas                 : XI MIPA

Pokok Bahasan   : Teori Kinetik Gas

 

Pilihan Berganda :

 

1.   Partikel – partikel gas ideal mempunyai 

    sifat – sifat antara lain :

(1)   Bergerak acak

(2)   Tidak saling tarik – menarik

(3)   Bertumbukkan lenting sempurna

(4)   Tidak mengikuti hukum Newton tentang gerak

Pernyataan yang benar adalah …

A.  1, 2, dan 3

B.  1 dan 3

C.  2 dan 4

D. 4 saja

E.  Semua benar

 

2.   Suatu gas ideal dalam ruang tertutup suhunya 27 ⁰C 

    dan energi kinetik partikelnya EK. Apabila energi 

    kinetiknya menjadi 1,5 kali EK. Maka suhu gas ideal 

    akan menjadi …

A.  167 ⁰C

B.  177 ⁰C

C.  187 ⁰C

D. 197 ⁰C

E.  207 ⁰C

 

3.   Jika konstanta Boltzman k = 1,38 x 10 ^{– 23} J/K, 

    maka energi kinetik sebuah atom gas helium (H_e) 

    pada suhu 27 ⁰C adalah … x 10 ^{– 21} J.

A.  1,14

B.  2,07

C.  2,42

D. 5,59

E.  6,21

 

4.   Di dalam suatu ruang tertutup terdapat 1 mol 

    gas hidrogen dengan suhu 27 ⁰C. Jika gas 

    berprilaku sebagai gas ideal, maka besar 

    energi dalamnya adalah …

A.  1,74 kJ

B.  2,74 kJ

C.  3,74 kJ

D. 4,74 kJ

E.  5,74 kJ

5.   Bila dalam ruang tertutup N buah molekul gas, 

    dipanaskan sampai pada suhu T Kelvin, maka …

A.  Energi potensial molekul semakin kecil

B.  Energi kinetik molekul – molekul 4/3 NkT

C.  Volume gas akan selalu bertambah, 

    karena gas memuai

D. Energi dalam molekul – molekul itu 3/2 NkT

E.  Besarnya tekanan gas tetap

 

6.   Jika suhu mutlak gas ideal dalam ruangan 

    tertutup dinaikkan menjadi 2 kali suhu mula – mula, 

    maka laju partikelnya menjadi … kali semula.

A.  Akar dua

B.  Akar tiga

C.  Dua

D. Tiga

E.  Empat

 

7.   Massa sebuah molekul oksigen adalah enam belas 

    kali massa molekul hidrogen. Molekul – molekul 

    oksigen tersebut pada suhu 400 K akan mempunyai 

    kelajuan efektif yang sama dengan molekul hidrogen 

    pada suhu … derajat Kelvin.

A.  20                 D. 35

B.  25                 E. 40

C.  30

 

8.   Jika tekanan gas dalam tabung tertutup menurun 

    menjadi 64%, maka kecepatan molekul gas akan …

A.  Naik 20%              D. turun 20%

B.  Naik 80%              E. turun 40%

C.  Turun 80%

 

9.   Tabel berikut menunjukkan distribusi kecepatan 

    5 buah molekul gas. Berdasarkan tabel tersebut 

    laju rata – rata dan laju efektif molekul – molekul 

    gas adalah … m/s.

 

Banyak Molekul	1	2	1	1
Kecepatan (m/s)	2	3	4	1

 

A.  2,2 dan 1,3    D. 2,6 dan 2,2

B.  1,3 dan 2,6    E. 2,6 dan 2,8

C.  2,6 dan 1,8

 

 

10.   Sebuah tabung gas dengan volume tertentu 

      berisi gas ideal dengan tekanan tetap P. 

      Akar nilai rata – rata kuadrat laju molekul gas 

      disebut v_rms. Jika ke dalam tabung itu 

      dipompakan gas sejenis, sehingga tekanannya 

      menjadi 2P sedangkan suhunya dibuat tetap, 

      maka v_rms nya mejadi …

A.   0,5 v_rms       D. √2 v_rms

B.   v_rms             E. 4v_rms

C.   2v_rms