Teori Atom Bohr : 4 Postulat yang Mendasarinya beserta Kelemahannya

Model atom Bohr adalah model yang diusulkan oleh Niels Bohr pada tahun 1913 untuk menjelaskan garis spektrum atom hidrogen. Dalam model ini, atom hidrogen terdiri dari satu proton di pusat dan satu elektron yang mengorbit di sekitar proton. Elektron ditahan di orbit oleh gaya tarik-menarik elektrostatik antara proton dan elektron.

Menurut model Bohr, elektron hanya dapat menempati tingkat energi tertentu, atau kulit, di sekitar nukleus. Ketika elektron melompat dari satu tingkat energi ke yang lain, ia menyerap atau memancarkan foton radiasi elektromagnetik dengan energi yang sama dengan perbedaan energi antara dua tingkat. Ini menjelaskan sifat diskrit (atau terkuantisasi) dari garis spektral yang diamati dalam atom hidrogen.

Model Bohr adalah peningkatan yang signifikan dari model atom sebelumnya, tetapi memiliki beberapa keterbatasan dan kemudian digantikan oleh model yang lebih akurat seperti model atom mekanika kuantum.

Sebagaimana telah Anda ketahui, teori atom Bohr didasarkan pada empat postulat sebagai berikut.

a. Elektron-elektron dalam mengelilingi inti atom berada pada tingkat- tingkat energi atau orbit tertentu. Tingkat-tingkat energi ini dilambangkan dengan n=1, n=2, n=3, dan seterusnya. Bilangan bulat ini dinamakan bilangan kuantum (perhatikan gambar dibawah!)

b. Selama elektron berada pada tingkat energi tertentu, misalnya n=1, energi elektron tetap. Artinya, tidak ada energi yang diemisikan (dipancarkan) maupun diserap.

c. Elektron dapat beralih dari satu tingkat energi ke tingkat energi lain disertai perubahan energi. Besarnya perubahan energi sesuai dengan persamaan Planck, ∆E=hv.

d. Tingkat energi elektron yang dibolehkan memiliki momentum sudut tertentu. Besar momentum sudut ini merupakan kelipatan dari atau , n adalah bilangan kuantum dan h tetapan Planck.

Tingkat energi elektron

Menurut Bohr, elektron berada pada tingkat energi tertentu. Jika elektron turun ke tingkat energi yang lebih rendah, akan disertai emisi cahaya dengan spketrum yang khas.

a. Peralihan Antartingkat Energi

Model atom Bohr dapat menerangkan spektrum atom hidrogen secara memuaskan. Menurut Bohr, cahaya akan diserap atau diemisikan dengan frekuensi tertentu (sesuai persamaan Planck) melalui peralihan elektron dari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lain.

Jika atom hidrogen menyerap energi dalam bentuk cahaya maka elektron akan beralih ke tingkat energi yang lebih tinggi. Sebaliknya, jika atom hidrogen mengemisikan cahaya maka elektron akan beralih ke tingkat energi yang lebih rendah.

Pada keadaan stabil, atom hidrogen memiliki energi terendah, yakni elektron berada pada tingkat energi dasar (n=1). Jika elektron menghuni n>1, dinamakan keadaan tereksitasi. Keadaan tereksitasi ini tidak stabil dan terjadi jika atom hidrogen menyerap sejumlah energi. Atom hidrogen pada keadaan tereksitasi tidak stabil sehingga energi yang diserap akan diemisikan kembali menghasilkan garis-garis spektrum (perhatikan Gambar berikut!).

Peralihan Antartingkat Energi

Lampu hidrogen dialiri listrik hingga menyala. Cahaya dari nyala lampu dilewatkan kepada prisma melalui celah menghasilkan spektrum garis yang dapat dideteksi dengan pelat film.

Kemudian, elektron akan turun ke tingkat energi yang lebih rendah. Nilai energi yang diserap atau diemisikan dalam transisi elektron bergantung pada transisi antartingkat energi elektron. Persamaannya dirumuskan sebagai berikut.


b. Kelemahan Model Atom Bohr

Gagasan Bohr tentang pergerakan elektron mengitari inti atom seperti sistem tata surya membuat teori atom Bohr mudah dipahami dan dapat diterima pada waktu itu. Akan tetapi, teori atom Bohr memiliki beberapa kelemahan, di antaranya sebagai berikut.

Jika atom ditempatkan dalam medan magnet maka akan terbentuk spektrum emisi yang rumit. Gejala ini disebut efek Zeeman (perhatikan Gambar dibawah).
Jika atom ditempatkan dalam medan listrik maka akan menghasilkan spektrum halus yang rumit. Gejala ini disebut efek Strack.

Kelemahan Model Atom Bohr

Spektrum atom hidrogen terurai dalam medan magnet (efek Zeeman).

Pakar fisika Jerman, Sommerfeld menyarankan, disamping orbit berbentuk lingkaran juga harus mencakup orbit berbentuk elips. Hasilnya, efek Zeeman dapat dijelaskan dengan model tersebut, tetapi model atom Bohr-Sommerfeld tidak mampu menjelaskan spektrum dari atom berelektron banyak.

Sepuluh tahun setelah teori Bohr lahir, muncul gagasan de Broglie tentang dualisme materi, disusul Heisenberg tentang ketidakpastian posisi dan momentum partikel. Berdasarkan gagasan tersebut dan teori kuantum dari Planck, Schrodinger berhasil meletakkan dasar-dasar teori atom terkini, dinamakan teori atom mekanika kuantum.

Demikianlah artikel tentang Teori Atom Bohr : 4 Postulat yang Mendasarinya beserta Kelemahannya, semoga bisa menjadi informasi yang bermanfaat untuk para pembaca setia blog pustaka ilmu. Terimakasih