Sejarah Model Atom Bohr
Model atom Bohr merupakan salah satu model dari atom, yang diusulkan oleh fisikawan Denmark bernama Niels Bohr pada tahun 1913. Model ini terbentuk dari eksperimen yang dilakukan oleh Bohr, dimana ia menemukan bahwa elektron pada atom tidak bisa berada pada orbit manapun, melainkan hanya pada orbit-orbit tertentu.
Model atom Bohr menjadi penting karena sebelumnya semua ilmuwan beranggapan bahwa elektron di dalam atom berputar pada orbit apapun tanpa memperhatikan batasan-batasan tertentu yang menyertainya. Akan tetapi, eksperimen Niels Bohr menyimpulkan bahwa ada batasan pada orbit elektron atom yang cukup rumit.
Model atom Bohr pun terbentuk, di mana elektron di dalam atom hanya bisa berada pada orbit tertentu yang telah ditentukan. Elektron tersebut tidak bisa berada pada orbit lain atau berpindah dari satu orbit ke orbit lain secara sembarangan. Orbit yang dihasilkan oleh model atom Bohr adalah orbit-tertutup, yang artinya orbit tersebut tidak bisa ditembus oleh elektron ke orbit lainnya. Ini terjadi karena orbit-tertutup memiliki energi yang lebih rendah dibandingkan dengan orbit lainnya.
Model atom Bohr ini juga memperkenalkan konsep bahwa elektron pada atom dapat meng-emit dan menyerap energi dalam bentuk suatu kuantum. Konsep kuantum ini dijelaskan sebagai perubahan dari Kuantum energi, yang menjelaskan bahwa energi pada atom adalah diskret, dan tidak kontinyu seperti pada konsep energi klasik.
Model atom Bohr terdiri dari tiga jenis partikel yakni proton, elektron, dan neutron. Ketiga jenis partikel tersebut memiliki sifat yang berbeda satu sama lainnya. Proton memiliki muatan positif, elektron memiliki muatan negatif, sedangkan neutron tidak memiliki muatan sama sekali.
Bohr memperkuat model atomnya dengan ciri-ciri pada spektrum atom hidrogen. Spektrum atom hidrogen menghasilkan empat garis spektrum yang berbeda. Bohr menyimpulkan bahwa keempat garis spektrum tersebut dihasilkan oleh elektron yang bergerak ke beberapa orbit. Pada saat elektron kembali ke orbit semula, energi yang dihasilkan oleh elektron diradiasikan dalam bentuk emisi elektromagnetik.
Kualitas terutama dari model atom Bohr adalah kemampuannya untuk menjelaskan spektrum atom. Model ini menunjukkan bahwa setiap spektrum atom dapat dijelaskan sebagai kombinasi dari spektrum atom hidrogen. Ini terjadi karena dalam atom lain, elektron terikat pada inti atom yang lebih massa dan juga memiliki muatan yang lebih kuat pada nilai k dan melingkupi atom. Oleh karena itu, energi ionisasi antara orbit elektronik lebih besar, dan peralihan lebih sulit terjadi. Dalam hal ini, Bohr menyarankan penggunaan hukum kuantum Isaac Newton sebagai pengganti hukum gerakan mekanis klasik sebelumnya.
Selain itu, model atom Bohr dipelajari oleh banyak ilmuwan modern sebagai pangkalannya dalam mempelajari kimia dan komponen lainnya seperti reaksi kimia dalam kombinasi dengan beberapa jenis molekul. Model atom Bohr menjadi dasar dalam memahami sifat-sifat kimia dari atom dan molekul yang memperkuat penjelasan dari peranan atom dan molekul dalam menciptakan dunia dan alam semesta.
Prinsip Dasar Model Atom Bohr
Model Atom Bohr adalah sebuah model yang digunakan untuk menggambarkan sebuah atom yang terdiri dari elektron, neutron, dan proton. Model ini diusulkan oleh seorang ahli fisika Denmark bernama Niels Bohr pada tahun 1913. Pada dasarnya, model Bohr menyatakan bahwa elektron-elektron dalam suatu atom bergerak pada orbit tertentu dengan level energi yang disebut tingkat kuantum.
Prinsip dasar yang mendasari model atom Bohr adalah bahwa proton dan neutron terdapat pada inti atom yang dielilingi oleh elektron. Model Bohr memperkirakan bahwa elektron mengorbit pada jarak tertentu dari inti dan memiliki energi yang spesifik serta nilainya tergantung dari orbitannya.
Prinsip dasar ini berbeda dari model atom sebelumnya, yakni model Thomson dan Rutherford. Model Thomson menyatakan bahwa atom adalah bola yang terdiri dari muatan positif dan negatif yang tersebar di seluruh bola tersebut. Sedangkan model Rutherford menyatakan bahwa atom adalah inti kecil yang bermuatan positif yang dikelilingi oleh elektron secara acak.
Model atom Bohr menyederhanakan teori dari Model Rutherford yang menyarankan adanya elektromagnetisme pada inti atom. Bohr berhasil mengatasi kekurangan Model Rutherford, yaitu tidak adanya penjelasan tentang tata letak elektron-elektron yang membentuk orbital, dan langsung berbicara tentang elektron dalam orbit tertentu di sekitar inti.
Dalam model atom Bohr, elektron yang mengorbit pada jarak tertentu dari inti atom. Elektron memiliki energi tertentu dan dapat melompat ke orbit lain dengan energi yang berbeda. Ketika elektron melompat ke orbit yang lebih rendah, elektron melepaskan jumlah energi yang sama dengan selisih energi antara orbit yang disepakati. Jika elektron melompat ke orbit yang lebih tinggi, energi yang sama diperlukan sehingga atom menyerap energi.
Pada model atom Bohr, elektron hanya dapat bergerak pada orbit tertentu yang mempunyai tingkat enerji tertentu. Energi dihasilkan bila elektron bergerak/jump dari orbit yang lebih rendah ke orbit yang lebih tinggi yang disebut sebagai energi eksitasi. Begitupula sebaliknya elektron akan melepaskan energi ketika kembali ke orbit yang lebih rendah. Elektron juga dapat melompat ke orbit yang lebih tinggi tetapi hal ini dapat terjadi hanya jika elektron menangkap energi yang cukup dari sumber eksternal.
Terlebih lagi, model atom Bohr dianggap sebagai model yang cukup efektif dalam menjelaskan spektrum atom hidrogen, karena model Bohr memiliki prediksi panjang gelombang yang sama persis dengan eksperimen dalam rangkaian spektrum atom hidrogen. Spektrum ini kemudian digunakan sebagai dasar untuk menyimpulkan bagaimana atom dapat menyerap atau memancarkan cahaya ketika berinteraksi dengan cahaya.
Struktur Model Atom Bohr
Model atom Bohr dibuat oleh seorang fisikawan asal Denmark bernama Niels Bohr pada tahun 1913. Kontribusi utama dari Niels Bohr adalah menerangkan struktur atom dengan model yang diterimanya. Model atom Bohr mempunyai 3 elemen struktural utama yaitu proton, neutron, dan elektron.
Elektron adalah partikel subatomik yang mempunyai muatan negatif dan sekeliling inti atom. Inti atom terdiri oleh proton dan neutron, yang dikelilingi oleh elektron pada kulit elektronnya. Proton memiliki muatan positif dan neutron bersifat netral atau tidak memiliki muatan. Model atom Bohr menunjukkan bahwa di dalam sebuah atom, elektron bergerak dalam orbit melingkar pada jarak tertentu dari inti atom.
Bohr menyimpulkan bahwa, elektron dalam orbit tertentu mempunyai tingkat energi yang terdefinisi. Elektron dapat bergerak dari satu orbit ke orbit yang lain hanya dengan menyerap atau melepaskan energi tertentu. Bohr membuat kalkulasi dan menemukan bahwa lokasi orbital elektron dapat ditentukan dari energi yang dinyatakan dalam satuan eV (electron volt). Elektron mempunyai sifat gelombang dan partikel seperti cahaya, sehingga memiliki daya jelajah yang terhingga dalam sistem atomik.
Model atom Bohr pertama kali diterima di kalangan ilmuan pada abad ke-20 dan memberikan gambaran pertama tentang struktur atom. Dalam model atom Bohr, lokasi orbital elektron terdefinisi dengan jelas. Selain itu, model atom Bohr juga mampu memberikan penjelasan terhadap beberapa gejala spektroskopi.
Model atom Bohr melalui percobaan yang menyatakan bahwa elektron di dalam atom bergerak hanya dalam orbit tertentu, mengelilingi inti atom. Model atom Bohr digunakan pada beberapa jenis elemen yang mempunyai tingkat tinggi spektrum sinar yang lebih kompleks. Kompleksitas elektron di tingkat orbital yang lebih tinggi ini menyebabkan spektrum sinar yang lebih detail sehingga, mengesampingkan model atom Dalton, Murray Gell-Mann, dan model atom Rutherford beralih ke model atom Bohr dalam menjelaskan struktur atom.
Model atom Bohr terdiri dari tiga gelar kebebasan dan yang dinyatakan dalam ukuran energi elektron. Tingkat energi elektron yang terikat dengan inti, muncul sebagai barisan intensitas spektrum sinar yang seragam dan mempunyai tingkat energi seperti partikel terikat dalam kotak. Setiap tingkat energi elektron, intinya menggeser dalam satu sel elektron menyerap atau memancarkan energi sebanding dengan perbedaan energi kuantum dari dua tingkat energi.
Model atom Bohr telah memberikan gambaran awal bagi para peneliti di bidang struktur atom. Model atom Bohr sangat membantu untuk memudahkan penjelasan tentang spektrum, pengion, ikatan atom, dan interaksi antara sinar elektromagnetik dengan materi.
Kelebihan dan Kekurangan Model Atom Bohr
Model Atom Bohr, yang pertama kali diusulkan oleh fisikawan Denmark, Niels Bohr pada tahun 1913, masih banyak digunakan dalam pendidikan sains hingga saat ini. Model ini pertama kali dibuat untuk menjelaskan spektrum atom hidrogen. Setelah lebih dari 100 tahun, model atom Bohr tetap menjadi salah satu model atom yang paling populer. Namun, seperti semua model ilmiah, model atom Bohr memiliki kelebihan dan kekurangan.
Kelebihan
Salah satu kelebihan utama dari model atom Bohr adalah bahwa ia memungkinkan kita untuk memvisualisasikan struktur atom. Dalam model Bohr, atom terdiri dari inti yang bermuatan positif dan elektron yang bermuatan negatif. Elektron ditempatkan dalam orbit yang ditentukan, dan hanya dapat memancarkan radiasi elektromagnetik ketika mereka berubah dari orbit yang lebih tinggi ke orbit yang lebih rendah. Ini juga dijelaskan dengan jelas oleh model Bohr.
Model atom Bohr juga membantu para ilmuwan untuk memahami atom dan reaksi kimianya. Dalam model atom Bohr, elektron hanya dapat menempati orbit tertentu di sekitar inti atom, dan hanya dapat bergerak antara orbit-tertentu ketika menyerap atau memancarkan energi elektromagnetik. Dengan demikian, model Bohr membantu ilmuwan memahami mengapa atom bereaksi seperti yang mereka lakukan dalam reaksi kimia.
Kekurangan
Meskipun Model Atom Bohr memberikan gambaran yang baik tentang elektron dalam atom, model ini memiliki beberapa kelemahan dan kekurangan. Salah satu kelemahan utama model Bohr adalah bahwa model ini gagal menjelaskan sifat diskr
et dan kontinu spektrum atom. Dalam spektrum diskrit, atom menyerap atau memancarkan energi dalam bentuk kelipatan diskrit tertentu. Namun, model Bohr tidak dapat menjelaskan spektrum kontinu di mana atom berperilaku sebagai pemancar kontinu, saling tumpang tindih, atau menghasilkan spektrum dengan kedua jenis energi ini.
Model atom Bohr juga tidak dapat menjelaskan antara elektron dalam atom yang lebih berat seperti atom helium. Dalam model atom Bohr, elektron dianggap memiliki massa yang dapat diabaikan dibandingkan dengan inti atom dan juga elektron dalam atom dalam keadaan awal. Namun, ini tidak berlaku untuk atom-atom yang lebih kompleks seperti atom helium. Elektron dalam atom helium memiliki jumlah elektron yang sama, tetapi memiliki konfigurasi yang berbeda dari elektron dalam hidrogen, dan mereka saling berinteraksi.
Kesalahan dalam model Bohr ini muncul ketika model ini dipakai dalam memahami struktur atom atom lain yang lebih kompleks. Model ini digunakan dalam menggunakan teleskop di luar angkasa. Hal tersebut cukup sering terjadi karena model Bohr menunjukkan elektron atom hanya dapat mengambil energi tertentu dalam bentuk kuanta. Ini mendorong pemikiran bahwa energi dalam atom dipancarkan dalam bentuk kuanta dalam ketika jika menyimpang dari mekanika kuantum. Kekurangan inilah yang kemudian memunculkan model atom yang disempurnakan yaitu model atom kvantum.
Kesimpulan
Meskipun model atom Bohr memiliki kelebihan dan kekurangan, model ini tetap menjadi dasar utama dalam pemahaman kita mengenai sifat atom. Hingga saat ini, model atom Bohr tetap merupakan model yang dikenal dengan baik oleh para ilmuwan dan mahasiswa di seluruh dunia. Model atom ini sangat membantu dalam membangun dasar-teori bagi pemahaman mengenai spektrum-materia dan reaksi-atom pada umumnya.
Penerapan Model Atom Bohr dalam Kimia Modern
Model Atom Bohr adalah salah satu model atom yang paling terkenal. Model ini diusulkan oleh seorang ilmuwan Denmark bernama Niels Bohr pada tahun 1913. Model Atom Bohr mengungkapkan bahwa elektron dalam atom memiliki level energi yang sangat teratur dan terorganisir dengan baik.
Model Atom Bohr juga memberikan penjelasan tentang spektrum emisi atom. Spektrum emisi atom yang dihasilkan oleh elektron yang bergerak dalam atom adalah hasil dari transisi elektron dari level energi yang lebih tinggi ke level energi yang lebih rendah.
Contoh yang tepat dari penerapan Model Atom Bohr dalam Kimia Modern adalah ilmu kimia quantum. Ilmu kimia quantum memanfaatkan kalkulasi dan prinsip-prinsip fisika untuk memahami dan memprediksi perilaku atom serta molekul.
Model Atom Bohr menjadi landasan bagi pengembangan ilmu kimia quantum karena model ini menyatakan bahwa hanya ada rangkaian level energi yang mungkin bagi elektron dalam atom. Ilmu kimia quantum memanfaatkan prinsip-prinsip Model Atom Bohr untuk menjelaskan interaksi atom dan molekul, seperti ikatan kimia, interaksi molekul dengan medan elektromagnetik, dan spektrum emisi dan penyerapan.
Bahkan, tahap awal kimia quantum dimulai dengan Schrödinger. Schrödinger membuat fungsi gelombang elektron agar dapat menjelaskan perlakuan elektron dalam suatu atom. Dia mengusulkan bahwa elektron dalam atom tidak memiliki orbit, melainkan memiliki kecondongan yang ditentukan oleh konsentrasi probabilitas elektron di sejumlah lokasi dalam atom. Prinsip ini juga dikenal sebagai prinsip ketidaktentuan Heisenberg.
Kimia modern telah memperluas prinsip-prinsip Model Atom Bohr melalui pengembangan metode-metode simulasi komputer dan teknik eksperimental yang lebih canggih.
Hari ini, ilmuwan kimia terus mengembangkan dan memperluas penggunaan Model Atom Bohr. Salah satu contoh aplikasi Model Atom Bohr dalam kimia modern adalah dalam bidang kemoterapi. Para ilmuwan telah menemukan bahwa suatu senyawa yang melibatkan elektron-kelompok boron dapat menyebabkan reaksi yang menghancurkan sel kanker. Sel kanker biasanya membagi diri dengan cepat dan senyawa ini memiliki kemampuan untuk menghancurkan sel kanker dengan melepaskan muatan radiasi yang tepat.
Model Atom Bohr menyajikan pemahaman yang jelas dan sederhana tentang struktur atomik yang kompleks, terutama karena percobaannya mengenai spektrum emisi atom dan spektrum penyerapan yang sempurna. Dari sini, Model Atom Bohr menjadi langkah penting dalam pengembangan kimia modern.
