Penjelasan Model Atom Bohr

Hipotesis Bohr betul-betul menyimpang dan bertolak belakang dengan ilmu fisika jaman itu. Tapi Bohr tidak sembarangan dalam menyusun hipotesisnya ini. Dia berkata bahwa semua hipotesisnya ini didasarkan pada teori energi kuantum Planck dan teori efek fotolistrik Einstein.

Dengan tiga buah hipotesisnya itu, Bohr mencoba menerapkannya pada atom yang paling mudah, yaitu atom hidrogen. Dan struktur atom hidrogen bisa diprediksikan. Atom hidrogen terdiri dari satu buah muatan positif (dalam inti atom) dan satu buah elektron yang berputar mengelilingi inti atom. Perbedaan model atom Bohr dan model atom Rutherford adalah pada jari-jari elektron. Model atom Rutherford tidak membatasi besarnya jari-jari atom, sehingga elektron bisa berputar dalam orbit berapapun. Sebaliknya model atom Bohr menyatakan bahwa elektron hanya mengelilingi inti atom dalam orbit tertentu saja.

Saat elektron bergerak dalam orbit tertentu, elektron berada dalam tingkat energi tetap sehingga tidak mengemisikan cahaya–sesuai dengan hipotesis Bohr nomor 2. Bohr menyebut keadaan ini sebagai stationary state (keadaan stasiuner). Tapi kenapa dalam keadaan stasiuner elektron tidak mengemisikan cahaya, Bohr tidak menjelaskan hal ini secara lengkap.

Elektron yang ada di orbit sebelah luar punya energi yang lebih tinggi daripada elektron bagian dalam. Nah, karena satu hal, elektron bisa mengalami transisi atau pindah ke orbit lainnya dan melepas energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Kalau energi mula-mula lebih tinggi, maka elektron akan mengemisikan cahaya, sebaliknya bila energi mula-mula lebih rendah, maka elektron akan menyerap energi. Ini sesuai dengan hipotesis nomor 3. Hipotesis ini dibuat Bohr setelah melihat deret Balmer. Bohr memperhatikan deret kuadrat dalam deret Balmer, dan sadar bahwa itu menunjukkan tingkatan energi saat elektron mengalami transisi. Dalam hipotesisnya yang pertama, Bohr mengatakan ada aturan dan kondisi tertentu dalam elektron. Aturan dan kondisi itu meliputi dua hal: quantum condition dan frequency condition.

Aturan dalam Model Atom Bohr

Quantum Condition

“Hasil perkalian dari satu keliling orbit dengan momentum elektron (massa dikali kecepatan) sama dengan kelipatan bilangan bulat dari konstanta Planck.” 2πr X mv = nh.

Ide Max Planck bahwa ada tingkatan-tingkatan energi dalam atom telah dituangkan Bohr dalam satu buah persamaan. Kesimpulannya, jari-jari elektron terbatas nilainya, ada tingkatan-tingkatannya.

Dari persamaan itu, kita juga menghitung besarnya jari-jari orbit elektron dan energi dalam keadaan stasiuner dengan menggunakan perhitungan fisika klasik.

Quantum Condition inilah yang melindungi elektron dari kepunahan karena masuk ke inti atom. Quantum condition menyatakan adanya batas bawah energi elektron, yang artinya elektron tidak akan kehilangan energi sekaligus menjaga elektron tetap dalam orbitnya.

Frequency Condition

Bohr juga menyertakan teori foton milik Einstein ke dalam teorinya. Teori Einstein yang menyatakan energi cahaya adalah kelipatan hasil kali konstanta Planck dan frekuensi cahaya, digabungkan dengan hipotesis ketiga Bohr, dan hasilnya menjadi.

“Saat elektron berpindah dari kulit luar ke sebelah dalam, elektron mengemisikan cahaya berfrekuensi f, di mana f adalah hasil bagi dari selisih energi dengan konstanta Planck”.

f = (E1-E2)/h.

Sumber Gambar : Spektrum Garis gas Hidrogen, Model Atom Niels Bohr, Model atom Bohr 2

Perjalanan Sejarah Teori Kuantum Bagian 1

Recommended for you