Materi dan pembahasan soal fisika atom

MATERI FISIKA ATOM

TEORI-TEORI ATOM

Teori atom Dalton

1. Setiap unsur terdiri dari partikel yang sangat kecil yang tidak dapat dibagi-bagi yang disebut atom.
2. Atom dari unsur yang sama memiliki sifat yang sama begitu pula atom dari unsur yang berbeda memiliki sifat yang berbeda.
3. Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain dengan reaksi kimia.
4. Atom-atom dapat bergabung membentuk molekul.
5. Dalam senyawa, perbandingan massa masing-masing unsur adalah tetap.

Kelemahan model atom Dalton adalah tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik.

Teori atom Thompson

1. Atom bukan merupakan bagian terkecil dari suatu zat.
2. Atom berbentuk bola dengan muatan positif dan negatif tersebar merata di seluruh bagian atom.
3. Atom bersifat netral karena jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif
4. Massa elektron jauh lebih kecil daripada massa atom.

Kelemahan model atom Thompson adalah tidak dapat menjelaskan susunan muatan positif dan negatif yang tersebar merata di seluruh bagian atom.

Teori atom Rutherford

1. Inti atom merupakan konsentrasi muatan positif
2. Sebagian besar ruangan dalam atom merupakan ruang kosong.
3. Muatan negatif bergerak mengelilingi inti atom pada jarak tertentu.

Kelemahan teori atom Rutherford:

1. Tidak dapat menjelaskan kestabilan atom.
2. Tidak dapat menjelaskan spektrum garis atom hidrogen.

Teori atom Bohr

1. Elektron bergerak mengitari inti dalam orbit tertentu. Orbit ini dinamakan lintasan stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
2. Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan atau diserap.
3. Elektron dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner yang lain dengan melibatkan sejumlah energi tertentu.
4. Momentum sudut elektron yang bergerak mengitari inti atom bernilai diskrit.

Kelemahan model atom Bohr adalah tidak dapat menjelaskan efek Zeeman, efek Strack, dan spektrum warna atom berelektron banyak.

Teori atom mekanika kuantum

1. Kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti, yang dapat ditentukan adalah probabilitas menemukan elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom.
2. Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya tidak stasioner seperti model atom Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital.
3. Bentuk dan ukuran orbital tergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya.

ENERGI IONISASI ELEKTRON

Adalah energi terendah yang dibutuhkan untuk melepaskan sebuah elektron dari ikatan atomnya.



Dengan E = energi ionisasi (eV) dan n = bilangan kuantum.

TINGKAT ENERGI

Dengan n2 = bilangan kuantum kedua dan n1 = bilangan kuantum pertama.

Contoh soal fisika atom dan pembahasan

Pembahasan soal teori atom

Nomor 1
Kelemahan teori atom Dalton adalah tidak menjelaskan...
A. Atom memiliki inti dan elektron
B. Atorm dari unsur sejenis memiliki sifat yang berbeda
C. Atom-atom gas tidak dapat bergabung
D. Atom tidak bisa dibagi-bagi
E. Atom dapat bergabung membentuk molekul

Pembahasan:
Model atom Dalton tidak menjelaskan tentang inti dan elektron.
Jawaban: A

Nomor 2

Kelemahan teori atom Rutherford adalah...
A. Elektron yang mengelilingi inti akan menyerap energi.
B. Elektron menyebar merata dipermukaan bola atom.
C. Elektron berputar mengelilingi inti seperti tata surya.
D. Elektron mengelilingi inti memancarkan gelombang elektromagnetik.
E. Atom terdiri dari muatan positif dan muatan negatif.

Pembahasan:
Salah satu kelemahan atom Rutherford adalah tidak bisa menjelaskan kestabilan atom yaitu elektron memancarkan gelombang elektromagnetik ketika mengitari inti.
Jawaban: D

Nomor 3

Manakah pernyataan berikut ini yang merupakan kelemahan teori atom Bohr?
A. Tidak dapat menjelaskan efek Zeeman.
B. Tidak dapat menjelaskan gaya sentripetal elektron.
C. Bertentangan dengan fisika klasik.
D. Bertentangan dengan teori Dalton.
E. Tidak dapat menentukan energi transisi.

Pembahasan:
Kelemahan model atom Bohr adalah tidak dapat menjelaskan spektrum warna atom berelektron banyak.
Jawaban: A

Nomor 4

Salah satu pernyataan tentang model atom Thomson adalah...
A. Elektron dapat menyerap energi.
B. Elektron berkumpul membentuk inti atom.
C. Atom merupakan bagian terkecil.
D. Atom memiliki muatan (+) dan (–) yang tersebar merata.
E. Elektron berada disekitar inti atoam.

Jawaban: D

Nomor 5

Perbedaan utama antara model atom Rutherford dan model atom Bohr adalah....
A. Elektron berputar mengelilingi inti dengan membebaskan sejumlah energi.
B. Elektron merupakan bagian atom yang bermuatan negatif.
C. Atom berbentuk bola kosong dengan inti berada di tengah.
D. Secara keseluruhan atom bersifat netral.
E. Massa atom terpusat pada inti atom.

Pembahasan:
Atom Rutherford menjelaskan elektron melepas energi ketika mengitari inti sedang Bohr menjelaskan elektron tidak memancarkan/menyerap energi ketika mengitari inti.
Jawaban: A

Nomor 6

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut:

1. Atom terdiri dari elektron yang bermuatan negatif dan inti atom yang bermuatan positif.
2. Elektron mengorbit inti atom seperti planet mengorbit matahari.
3. Elektron mengorbit inti atom pada orbit yang stasioner tanpa memancarkan energi.

Yang membedakan model atom Rutherford dan model atom Thomson adalah pernyataan....
A. (1), (2), dan (3)
B. (1) saja
C. (2) saja
D. (3) saja
E. (1) dan (3) saja

Pembahasan:
Yang membedakan atom Thomson dengan atom Rutherford adalah no. 1 saja sedangkan no. 2 dan 3 adalah kesamaan dan perbedaan atom Rutherford dengan atom Bohr.
Jawaban: B

Pembahasan soal energi ionisasi elektron

Nomor 1
Energi elektron pada keadaan dasar di dalam atom hidrogen adalah −13,6 eV. Energi elektron pada orbit dengan bilangan kuantum n = 4 adalah....
A. 1,36 eV
B. 1,24 eV
C. 0,96 eV
D. 0,85 eV
E. 0,76 eV


Nomor 2
Jika persamaan energi lintasan elektron tunggal dari sebuah atom hidrogen adalah En = 13,6/n² maka, sebuah elektron yang tereksitasi dari lintasan n = 1 ke n = 4 mengalami perubahan energi elektron sebesar....
A. 12,75 eV
B. 10,20 eV
C. 7,20 eV
D. 6,85 eV
E. 3,40 eV


Nomor 3
Dalam model atom Bohr, ketika elektron atom hidrogen berpindah dari orbit dengan bilangan kuantum n = 1, ke n = 3, maka elektron tersebut akan....(En = − 13,6/n²).
A. menyerap energi sebesar 1,50 eV
B. memancarkan energi sebesar 1,50 eV
C. menyerap energi sebesar 2,35 eV
D. memancarkan energi sebesar 12,09 eV
E. menyerap energi sebesar 12,09 eV



Nomor 4

Soal latihan fisika atom

Nomor 1

Pernyataan berikut ini berhubungan dengan atom Thomson, kecuali...
A. Atom bukan partikel terkecil dari suatu unsur.
B. Muatan positif tersebar merata dalam isi atom.
C. Elektron pada atom tersebar diantara muatan positif.
D. Elektron adalah bagian dari atom yang bermuatan negatif.
E. Elektron mempunyai massa yang sama dengan muatan positif.

Nomor 2

Pernyataan yang menjelaskan kelemahan model atom Rutherford adalah...
A. Jumlah muatan inti sama dengan jumlah muatan elektron.
B. Elektron mengelilingi inti atom seperti tata surya.
C. Elektron akan bergabung dengan inti atom ketika kehabisan energi.
D. Atom terdiri dari muatan negatif dan positif.
E. Elektron yang mengelilingi inti akan menyerap energi.

Nomor 3

Kelemahan model atom Rutherford adalah..
A. Elektron akan terus berputar pada lintasannya.
B. Atom bersifat netral tak bermuatan listrik.
C. Elektron tidak kehilangan energi saat mengelilingi inti.
D. Tidak sesuai dengan eksperimen hamburan sinar alfa.
E. Elektron akan jatuh ke inti karena kehilangan energi.

Nomor 4

Pernyataan di bawah ini yang sesuai model atom Rutherford adalah….
A. elektron tidak dapat mengorbit di sembarang lintasan.
B. atom terdiri atas muatan positif dan negatif yang tersebar merata.
C. atom merupakan bagian terkecil dari suatu unsur.
D. muatan positif dan massa atom terpusatkan pada inti atom.
E. jika elektron berpindah lintasan, maka akan menyerap energi.

Nomor 5

Kelemahan dari model atom Bohr adalah...
A. Saat mengitari inti, elektron dapat berpindah lintasan.
B. Selama mengitari inti, elektron kehilangan energi.
C. Hanya bisa untuk menjelaskan yang berelektron tunggal.
D. Tidak bisa menjelaskan kestabilan atom.
E. Tidak bisa menjelaskan deret Balmer.