Contoh Soal Perkembangan Teori Atom
Contoh Soal Perkembangan Teori Atom - Kalian telah mempelajari bahwa setiap benda terdiri dari atom-atom. Atom merupakan bagian terkecil dari sebuah benda yang tidak dapat dibagi lagi dengan cara reaksi kimia biasa. Pada topik ini, kalian akan belajar tentang perkembangan teori atom. Perkembangan teori atom meliputi teori atau model atom Dalton, model atom Thomson, dan model atom Rutherford serta model atom Bohr. Sebelum mempelajari lebih lanjut perkembangan teori atom, kalian harus memahami bahwa atom tersusun atas proton, neutron, dan elektron. Untuk mempelajarinya lebih lanjut, simak ulasan berikut ini.
Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi.
b. Atom suatu unsur bersifat tetap dan tidak dapat berubah menjadi unsur lain.
c. Dua atom atau lebih yang berasal dari atom-atom yang berlainan membentuk molekul.
d. Atom-atom suatu unsur semuanya serupa.
e. Pada suatu reaksi kimia jika atom-atom terpisah kemudian tergabung kembali dengan susunan yang berbeda dari semula, massa keseluruhannya adalah tetap. Hal itu disebabkan pada suatu reaksi kimia, atom-atom tergabung menurut aturan tertentu.
Atom merupakan partikel terkecil yang tidak dapat dibagi lagi.
b. Atom suatu unsur bersifat tetap dan tidak dapat berubah menjadi unsur lain.
c. Dua atom atau lebih yang berasal dari atom-atom yang berlainan membentuk molekul.
d. Atom-atom suatu unsur semuanya serupa.
e. Pada suatu reaksi kimia jika atom-atom terpisah kemudian tergabung kembali dengan susunan yang berbeda dari semula, massa keseluruhannya adalah tetap. Hal itu disebabkan pada suatu reaksi kimia, atom-atom tergabung menurut aturan tertentu.
Pernyataan Dalton tersebut sesuai dengan hukum perbandingan tetap. Hukum tersebut telah dikemukakan beberapa tahun sebelumnya oleh Proust. Adapun pernyataan hukum perbandingan tetap adalah perbandingan berat unsur-unsur yang menyusun suatu senyawa selalu tetap (hukum Lavoisier).
♕ Model Atom menurut Thomson
Pada tahun 1897, J.J Thomson melakukan penelitian untuk membandingkan antara muatan dan massa atom pada sinar katoda. Dalam penelitian tersebut, Thomson mengusulkan nama elektron. Kemudian, pada tahun 1904 Thomson menggambarkan model atom sebagai sebuah bola bermuatan positif dengan elektron tersebar merata ke seluruh isi atom seperti roti kismis.
Gambar Model atom Thomson
Thomson memberikan simpulan bahwa suatu model atom harus memenuhi dua hal berikut ini.
Thomson memberikan simpulan bahwa suatu model atom harus memenuhi dua hal berikut ini.
a. Atom harus netral, artinya jumlah muatan positif (proton) harus sama dengan jumlah muatan negatif (elektron).
b. Sebagian besar massa atom terdapat pada muatan positifnya.
b. Sebagian besar massa atom terdapat pada muatan positifnya.
♕ Model Atom menurut Rutherford
Kebenaran model atom Thomson diuji oleh Ernest Rutherford dengan menembakkan partikel alfa. Partikel alfa tersebut ditembakkan pada lempeng emas yang sangat tipis (0,01 mm) atau setebal 2000 atom. Ternyata, tidak semua partikel alfa bergerak lurus menembus lempengan. Ada beberapa diantaranya terhambur atau dibelokkan membentuk sudut antara 90o sampai 120o.
Jika model atom yang dikemukakan oleh Thomson benar, partikel alfa tersebut seharusnya melintas lurus (tidak dibelokkan) karena massa dan energi partikel alfa jauh lebih besar daripada elektron dan proton dalam atom sehingga lintasannya tidak terganggu oleh elektron dan proton dalam atom.
Jika model atom yang dikemukakan oleh Thomson benar, partikel alfa tersebut seharusnya melintas lurus (tidak dibelokkan) karena massa dan energi partikel alfa jauh lebih besar daripada elektron dan proton dalam atom sehingga lintasannya tidak terganggu oleh elektron dan proton dalam atom.
Gambar Skema percobaan keping emas ditembak partikel alfa
Percobaan di atas dilakukan oleh Geiger dan Marsden pada tahun 1911. Berdasarkan percobaan tersebut, Rutherford mengemukakan suatu model atom sebagai berikut.
a. Atom terdiri atas inti bermuatan positif yang berada di tengah-tengah.
b. Inti atom dikelilingi elektron dengan pengaruh gaya tarik-menarik (gaya Coulomb) sebesar
b. Inti atom dikelilingi elektron dengan pengaruh gaya tarik-menarik (gaya Coulomb) sebesar
Gaya tarik-menarik ini diimbangi dengan gaya sentripetal sebesar
Dengan demikian, elektron berputar dalam lintasan tertentu seperti halnya planet-planet mengelilingi matahari.
c. Secara keseluruhan, atom bersifat netral yaitu jumlah proton sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti.
c. Secara keseluruhan, atom bersifat netral yaitu jumlah proton sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti.
Model atom Rutherford memiliki kelemahan sebagai berikut.
a. Elektron yang berputar mengelilingi inti dianggap sebagai getaran listrik yang memancarkan gelombang elektromagnetik (energi). Jika energi berkurang, lintasan menjadi semakin kecil. Akan tetapi mengapa elektron tidak menempel pada inti? Jadi, model atom Rutherford tidak dapat menjelaskan bahwa atom itu stabil.
b. Jika lintasan elektron semakin kecil, maka periode putaran elektron juga akan semakin kecil.
c.. Frekuensi gelombang yang terdapat di dalam atom bermacam-macam sehingga spektrum yang dipancarkan seharusnya berupa spektrum diskontinu. Pada, kenyataannya atom hidrogen menunjukkan spektrum kontinu. Hal ini bertentangan dengan pengamatan spektrometer tentang atom hidrogen.
b. Jika lintasan elektron semakin kecil, maka periode putaran elektron juga akan semakin kecil.
c.. Frekuensi gelombang yang terdapat di dalam atom bermacam-macam sehingga spektrum yang dipancarkan seharusnya berupa spektrum diskontinu. Pada, kenyataannya atom hidrogen menunjukkan spektrum kontinu. Hal ini bertentangan dengan pengamatan spektrometer tentang atom hidrogen.
♕ Model Atom menurut Bohr
Mengacu pada kelemahan teori atom Rutherford, pada tahun 1913 seorang fisikawan asal Denmark, Niels Bohr menyusun model atom menggunakan atom hidrogen dengan memasukkan teori kuantum di dalamnya. Bohr mengaitkan konsep energi dengan gerak elektron dan mengemukakan teorinya melalui dua postulat berikut ini.
a. Elektron mengelilingi inti dengan lintasan atau orbit tertentu. Menurut teori mekanika kuantum, benda yang bergerak beraturan dengan orbit tertentu tidak akan memancarkan energi jika keliling lintasannya merupakan bilangan bulat dari panjang gelombang de Broglie, dengan momentum angular sebesar
Keterangan:
= bilangan kuantum (1, 2, 3, ... );
= tetapan Planck (6,626 × 10–34 Js);
= massa elektron (9,11 × 10–31 kg);
= kecepatan elektron (m/s); dan
= jari-jari lintasan (m).
= bilangan kuantum (1, 2, 3, ... );
= tetapan Planck (6,626 × 10–34 Js);
= massa elektron (9,11 × 10–31 kg);
= kecepatan elektron (m/s); dan
= jari-jari lintasan (m).
b. Setiap lintasan elektron memiliki tingkat energi yang berbeda-beda dan elektron dapat berpindah-pindah dari tingkat energi satu ke tingkat energi yang lain. Elektron yang paling dekat inti (n = 1) mempunyai tingkat energi yang paling rendah.
SOAL 1
Istilah atom sebenarnya telah dikemukakan oleh filsuf Yunani yang bernama Democritus. Menurut Democritus, atom adalah ....
SOAL 2
Ilmuwan yang pertama kali mempertegas pendapat Democritus mengenai atom adalah ....
SOAL 3
Berikut ini yang bukan pernyataan Dalton mengenai teori atom adalah ....
SOAL 4
Seorang ilmuwan yang berhasil mengemukakan teori atom berdasarkan penemuannya yang berupa elektron adalah ....
SOAL 5
Teori atom yang dikemukakan oleh Thomson memiliki kelemahan. Kelemahan tersebut adalah ....
SOAL 6
Perhatikan gambar atom berikut.
Model atom yang diusulkan Thomson ditunjukkan oleh nomor ....
SOAL 7
Teori atom yang didasarkan pada percobaan dengan menembakkan partikel alfa berenergi tinggi pada lempeng logam tipis adalah ....
SOAL 8
Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut.
(1) Atom terdiri dari elektron yang bermuatan negatif dan inti atom yang bermuatan positif.
(2) Elektron mengelilingi inti atom.
(3) Elektron mengorbit inti atom pada orbit yang stasioner tanpa memancarkan energi.
(2) Elektron mengelilingi inti atom.
(3) Elektron mengorbit inti atom pada orbit yang stasioner tanpa memancarkan energi.
Pernyataan yang membedakan model atom Rutherford dengan model atom Bohr adalah ....
SOAL 9
Persamaan model atom Rutherford dengan model atom Bohr adalah ....
SOAL 10
Tiga pernyataan di bawah ini terkait dengan teori atom.
(1) Elektron mengorbit inti dalam lintasan-lintasan tertentu.
(2) Tidak ada pancaran/ serapan energi oleh elektron saat berpindah lintasan.
(3) Elektron memiliki energi yang besarnya sembarang.
(2) Tidak ada pancaran/ serapan energi oleh elektron saat berpindah lintasan.
(3) Elektron memiliki energi yang besarnya sembarang.
Pernyataan yang sesuai dengan teori kuantum adalah ....