TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM

Teori atom mengalami perkembangan mulai dari teori atom Dalton, Joseph John Thomson, Ernest Rutherford, Niels Henrik David Bohr dan teori atom modern. Niels Bohr memberikan penjelasan tentang atom berdasarkan eksperimen dan pengamatannya terhadap spectrum garis unsure hydrogen. Gambar 1.1 di bawah ini menunjukkan model atom Niels Bohr.

                                           Gambar 1.1  Model atom Niels Bohr

Beberapa penjelasan Niels Bohr  adalah sebagai berikut:

1.    Garis-garis spectrum tersebut menunjukkan bahwa electron beredar pada lintasan-lintasan dengan tingkat energy tertentu tanpa adanya pemancaran atau  penyerapan energi. Lintasan electron tersebut berupa lingkaran dengan jari-jari tertentu yang disebut dengan lintasan.

2.    Pada keadaan tingkat dasar (ground state), electron akan mengisi kulit-kulit dengan tingkat energy terendah, yaitu dimulai dari kulit K kemudian ke tingkat L, M, N dan seterusnya.

3.    Apabila suatu atom mendapatkan energy dari luar, maka electron akan menyerap energy sehingga berpindah ke tingkat yang lebih tinggi atau disebut dengan keadaan tereksitasi ( excited state). Keadaan tereksitasi merupakan keadaan yang sangat tidak stabil dan hanya berlangsung dalam waktu yang singkat. Elektron akan segera kembali ke tingkat energy yang lebih rendah disertai dengan pelepasan energy berupa gelombang elektromagnetik (radiasi). Energi radiasi (∆E) ini sebesar selisih antara energy akhir (E₂) dan awal ( E₁).  Sehingga dapat dirumuskan menjadi ∆E = E₂ – E₁. Oleh karena perpindahan electron ini berlangsung antara kulit yang sudah tertentu tingkat energinya, maka atom hanya akan memancarkan radiasi dengan tingkat energy tertentu pula sehingga membentuk spectrum garis.

Meskipun model atom Niels Bohr dapat menjelaskan spectrum gas hydrogen dan spesi lain yang berelektron tunggal seperti He⁺ dan Li²⁺, tetapi model tersebut tidak dapat menjelaskan spectrum dari atom yang lebih kompleks. Selain itu, Hipotesis Louis de Broglie tentang dualisme partikel dapat melemahkan teori atom Bohr. Menurut Niels bohr bahwa electron beredar mengintari inti menurut suatu orbit berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu. Sedangkan menurut Louis de Broglie, electron bersifat sebagai gelombang. gerakan electron menyerupai gelombang electromagnet. Gelombang tidak bergerak menurut suatu garis, melainkan menyebar pada suatu daerah tertentu yang diskontinu dan dapat dikuantifikasikan. Seperti halnya gelombang air atau gelombang tali. Tidak mungkin membayangkan suatu gelombang yang bergerak pada satu lingkaran dan selalu pada lingkaran itu. Hal inilah yang menjadi awal munculnya teori mekanika kuantum. Teori yang dianggap dasar teori kuantum adalah teori dari Erwin SchrÖdinger dan Werner Heisenberg

Erwin SchrÖdinger mengajukan teori atom mekanika kuantum. Menurut teori ini, kedudukan electron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti, yang dapat ditentukan hanyalah probabilitas menemukan electron sebagai fungsi jarak dari inti atom. Daerah dengan probabilitas terbesar menemukan electron itu disebut orbital. Orbital digambarkan berupa awan yang tebal tipisnya menyatakan besar kecilnya kebolehjadian menemukan electron di daerah itu.

Werner Heisenberg mengemukakan azas ketidakpastian. Azas kepastian menyatakan bahwa posisi dan momentum yang pasti dari electron dalam atom tidak dapat ditentukan, yang dapat ditentukan hanya kebolehjadian ditemukannya electron. Menurut Heisenberg metode eksperimen apa saja yang digunakan untuk menentukan posisi atau momentum suatu partikel kecil seperti electron, dapat menyebabkan perubahan baik pada posisi atau momentum atau keduanya. Heisenberg mengembangkan persamaan matematika untuk menunjukkan bahwa tidak ada metode atau eksperimen yang dapat dirancang untuk mengukur dengan serempak posisi atau momentum suatu partikel secara cermat. Jika suatu eksperimen dirancang untuk memastikan posisi electron, maka momentumnya/kecepatannya menjadi tidak pasti. Sebaliknya jika eksperimen dirancang untuk memastikan momentum elektron, maka posisinya menjadi tidak pasti.