Selasa, 22 Maret 2011

Hidrat


Hidrat CuSO4.5H2O berwarna biru
Hidrat CuSO4.5H2O berwarna biru
anhidrat CoCl2 berwarna biru
anhidrat CoCl2 berwarna biru
Hidrat merupakan istilah yang dipergunakan dalam senyawa organic maupun senyawa anorganik untuk mengindikasikan bahwa zat tersebut mengandung air. Untuk senyawa organic maka hidrat dibentuk dengan penambahan molekul H2O atau penambahan elemen H+ dan OH- pada molekul organik. Sebagai contoh etilen atau etena CH2=CH2 bila ketambahan molekul H2O akan menjadi etanol CH3-CH2-OH jadi dapat dikatakan etanol merupakan hidrat dari senyawa etena.
Hidrat dalam senyawa anorganik adalah garam yang mengandung molekul air dalam perbandingan tertentu yang terikat baik pada atom pusat atau terkristalisasi dengan senyawa kompleks.  Hidrat seperti ini disebut juga sebagai air terkristalisasi atau air hidrasi. Contoh hidrat anorganik adalah sebagai berikut:
  • CuSO4.5H2O  Tembaga(II) sulfat pentahidrat
  • CoCl2.6H2O  Kobalt(II) klorida heksahidrat
  • SnCl2.2H2O  Timah(II) klorida dihidrat
  • Na2CO3. 10H2O Natrium karbonat dekahidrat
  • FeBr2.4H2O Fero bromide tetrahidrat
  • NiCl2 .4H2O Nikel(II) klorida tetrahidrat
  • RhCl3.3H2O Rodium(III) klorida trihidrat
  • Ba(OH)2.8H2O Barium hidroksida oktahidrat
Notasi .H2O menyatakan jumlah molekul air dalam setiap molekul hidrat, dan harga n dapat berupa bilangan bulat maupun pecahan. Notasi ini tidak menyatakan bagaimana molekul air terikat pada senyawa garamnya.
Jika hidrat dipanaskan maka dia akan kehilangan molekul airnya, pemanasan yang teus menerus menyebabkan senyawa hidrat kehilangan molekul airnya, jika hal ini terjadi maka senyawa hidrat disebut sebagai anhidrat.
hidrat CoCl6.6H2O berwarna merah
hidrat CoCl6.6H2O berwarna merah
anhidrat CoCl2 berwarna biru
anhidrat CoCl2 berwarna biru
Contoh reaksi:
CuSO4.5H2O(s)     ->   CuSO4(s)   +  5H2O
CuSO4 disebut sebagai anhidrat dari hidrat CuSO4.5H2O. Beberapa senyaw hidrat berbeda warna dengan senyawa anhidratnya. Hidrat CuSO4.5H2O berwarna biru sedangkan anhidrat CuSO4 berwarna putih. Hidrat CoCl2.6H2O bewarna merah sedangkan anhidratnya berwarna biru. Jadi perubahan warna ini bisa kita jadikan sebagai indikasi perubahan dari hidrat ke anhidrat atau sebaliknya.
Perbandingan antara mol anhidrat dengan mol air yag dilepaskan oleh hidrat dapat kita jadikan patokan sebagai cara untuk menentukan formula senyawa hidrat. Sebagai contoh hidrat Na2CO3.10H2O selalu memiliki perbandingan mol Na2CO3 : H2O = 1 : 10. Dengan cara ini kita bisa mengetahui rumus formula hidrat yang lainnya.
Untuk mengethaui dan belajar soal dan pembahasan stoikiometri hidrat silahkan klik “soal-soal stoikiometri hidrat“, anda akan menemukan banyak soal tentang hidrat.

Incoming search terms:

Urutan Kekuatan Asam Larutan HCl, HClO, HClO2, HClO3, dan HClO4

Bagaimanakah anda dapat menurutkan kekuatan asam dari senyawa-senyawa HCl, HClO, HClO2, HClO3, dan HClO4? Paramater apa yang bisa anda gunakan untuk mengukur derajat keasaman senyawaan tersebut?
Trend kekuatan asam diatas dapat ditentukan dengan parameter berikut:
  • Kekuatan asamnya akan semakin besar dengan semakin banyaknya oksigen yang terikat pada atom pusat.
  • Kekuatan asam akan semakin besar dengan semakin besarnya bilangan oksidasi atom pusat (dalam kasusini adalah atom Cl)
Dengan menggunakan parameter diatas tentunya kamu sudah bisa mengurutkan kekuatan asam dari senyawaan diatas bukan? Untuk mengetahui “Kenapanya” maka anda bisa membaca keterangan berikut ini dan Struktur asam-asam tersebut adalah:
struktur HClO-HClO2-HClO3-HClO4
Penjelasan secara kualitatif
Menurut Bronsted-Lowry asam adalah donor proton, jadi kekuatan asam ditentukan oleh seberapa mudah suatu spesies untuk mendonorkan protonnya. Semakin mudah suatu spesies mendonorkan protonnya maka keasamannya akan semakin kuat begitu juga dengan sebaliknya. Mudah tidaknya suatu spesies asam untuk mendonorkan protonnya dapat dilihat dari seberapa besar harga Ka dan seberapa besar asam tersebut terionisasi dalam larutan.
Kita perhatikan senyawaan HClO, HClO2, HClO3, dan HClO4 yang terionisasi dalam air dengan reaksi sebagai berikut:
HClO + H2O -> H3O+ + ClO-
HClO2 + H2O -> H3O+ + ClO2-
HClO3 + H2O -> H3O+ + ClO3-
HClO4 + H2O -> H3O+ + ClO4-
Semakin besar jumlah spesies asam yang terionisasi maka asam tersebut akan semakin kuat dan sebaliknya. Bagaimana kita dapat menentukan asam-asam diatas, yang mana yang akan terionisasi sempurna dan mana yang terionisasi sebagian untuk dapat kita gunakan dalam menentukan kekuatan asamnya?
Cara yang dapat anda gunakan adalah dengan menentukan kestabilan anion sisa asam dalam larutan yaitu anion ClO-, ClO2-, ClO3-, dan ClO4-. Semakin stabil anionnya maka semakin banyak asamnya terionisasi dan otomatis asamnya semakin kuat.
Bagaimana anda dapat menentukan kestabilan anion-anion tersebut? Jawabanya adalah dengan cara melihat bagaimana anion tersebut mendistribusikan muatan negatifnya ( atau dengan kata lain melihat struktur resonansinya). Semakin banyak jumlah atom oksigen maka anion diatas semakin stabil, karena semakin banyak jumlah atom oksigen yang dapat menerima pendistribusian muatan negatifnya, hal ini juga berarti anion tersebut memiliki banyak struktur resonansi.
Sebagai ilustrasi, kita lebih ringan membawa suatu beban bersama 4 orang daripada membawa beban yang sama dengan dua orang saja. Untuk kasus diatas anggap saja bebanya adalah muatan negatif, ion ClO4- dapat mendistribusikan muatan negatifnya pada 4 atom oksigen sedangkan ion ClO3- hanya dapat mendistribusikan muatan negatifnya pada 3 atom oksigen, dua untuk ion ClO2-, dan sayangnya ion ClO- tidak bisa mendistribusikan muatan negatifnya, sehingga ClO4- jauh lebih stabil dibanding anion yang lain.
Dengan demikian urutan anion yang stabil diatas adalah ClO4->ClO3->ClO2->ClO-. Ingat semakin stabil anion artinya semakin banyak asam yang terionisasi sehingga kekuatan asamnya juga semakin besar oleh sebabitu urutan kekuatan asamnya dari yang terbesar adalah HClO4 > HClO3 > HClO2 > HClO.
Dengan melihat harga Ka/pKa
Harga pKa dari asam diatas adalah:
pKa HCl = -8
pKa HClO = 7,53
pKa HClO2 = 2
pKa HClO3 = -1
pKa HClO4 = -10
Semakin kecil harga pKa maka semakin kuat keasamannya, jadi menurut harga diatas maka kekuatan asamnya dari yang terbesar adalah HClO4 > HCl >HClO3 > HClO2 > HClO. Dari data diatas harga pKa HCl, HClO3, dan HClO4 adalah negatif disebabkan asam-asam ini adalah asam kuat. kekuatan HCl adalah bisa dikatakan hampir sama dengan HClO4, kemungkinan ini disebabkan karena HCl dalam bentuk larutan [HCl (aq)] bersifat sebagai senyawa ionik sehingga HCl mudah melepaskan protonnya. (HCl berupa gas merupakan asam lemah karena ikatan H-Cl dalam bentuk gas bersifat kovalen).
Note:
HCl dalam pembahasan yang pertama tidak saya sertakan disebabkan kita tidak bisa membandingkan kekuatan asam HCl secara kualittaif dengan HClO, HClO2, HClO3, dan HClO4 yang merupakan asam oksi. Kita lebih mudah membandingkan kekuatan keasaman HCl secara kualitatif dengan HI, HBr, atau HF.
referensi pKa
  1. http://chemweb.unp.ac.za/chemistry/Physical_Data/pKa_values.htm
  2. http://209.85.175.104/search?q=cache:WLXGgmmeJBAJ:research.chem.psu.edu/brpgroup/pKa_compilation.pdf+pKa+values&hl=en&ct=clnk&cd=1&gl=in

Incoming search terms:

Menentukan Bentuk Geometri Molekul Dengan Teori VSEPR-Studi Kasus Molekul XeF2, dan XeF4

Dengan menggunakan teori VSEPR maka kita dapat meramalkan bentuk geometri suatu molekul. Dalam artikel ini maka akan di contohkan menentukan bentuk geometri molekul XeF2, XeF4, dan XeF6. Diantara molekul-molekul tersebut ada yang memiliki pasangan elektron bebas dan ada yang tidak, jadi molekul-molekul tersebut adalah contoh yang bagus untuk lebih memahami teori VSEPR.
Pertama kita harus mementukan struktur lewis masing-masing molekul. Xe memiliki jumlah elektron valensi 8 sedangkan F elektron valensinya adalah 7.(lihat gambar dibawah)
Struktur Lewis XeF2 seperti gambar sebelah kiri, dua elektron Xe masing-masing diapakai untuk berikatan secara kovalen dengan 2 atom F sehingga meninggalkan 3 pasangan elektron bebas pada atom pusat Xe. Hal yang sama terjadi pada molekul XeF4 dimana 4 elektron Xe dipakai untuk berikatan dengan 4 elektron dari 4 atom F, sehingga meninggalkan 2 pasangan elektron bebas pada atom pusat Xe.
Lihat gambar diatas XeF2 memiliki 2 pasangan elekktron terikat (PET) dan 3 pasangan elektron bebas (PEB) jadi total ada 5 pasangan elektron yang terdapat pada XeF2, hal ini menandakan bahwa geometri molekul atau kerangka dasar molekul XeF2 adalah trigonal bipiramid. Karena terdapat 3 PEB maka PEB ini masing masing akan menempati posisi ekuatorial pada kerangka trigonal bipiramid, sedangkan PET akan menempati posisi aksial yaitu pada bagian atas dan bawah. Posisi inilah posisi yang stabil apabila terdapat atom dengan 2 PET dan 3 PEB sehingga menghasilkan bentuk molekul linear. Jadi bentul molekul XeF2 adalah linier.(lihat gambar dibawah).
Lihat gambar strutur lewis XeF4 memiliki 4 pasangan elekktron terikat (PET) dan 2 pasangan elektron bebas (PEB) jadi total ada 6 pasangan elektron yang terdapat pada XeF4, hal ini menandakan bahwa geometri molekul atau kerangka dasar molekul XeF4 adalah oktahedral. Karena terdapat 2 PEB maka PEB ini masing masing akan menempati posisi aksial pada kerangka  oktahedral, sedangkan PET akan menempati posisi ekuatorial. Posisi inilah posisi yang stabil apabila terdapat atom dengan 4 PET dan 2  PEB sehingga menghasilkan bentuk molekul yang disebut segiempat planar. Jadi bentul molekul XeF2 adalah segiempat planar.(lihat gambar dibawah).

Incoming search terms:

Menentukan Geometri Molekul Dengan Teori VSEPR Molekul Berkerangka Dasar Trigonal Bipiramid-Studi Kasus PCl5, SF4, dan ClF3

Dalam postingan ini saya akan memberi contoh contoh cara menentukan bentuk molekul yang memiliki kerangka dasar trigonal bipiramid dari molekul PCl5, SF4, dan ClF3. Geometri molekul dengan kerangka dasar trigonal bipiramid atau lebih dikenal dengan molekul yang memiliki 5 domain elektron dapat memiliki bentuk molekul sebagai berikut, trigonal bipiramid, disphenoidal, bentuk T, atau linear.
Hal pertama yang perlu kita lakukan untuk menentukan geometri molekul adalah menggambar struktur Lewis dari molekul tersebut. Yang menjadi atom pusat adalah P (elektron valensinya 5), S (elektron valensinya 6), dan Cl (elektron valensinya 7).
Pada molekul PCl5 setiap elektron valensi P masing-masing akan berikatan dengan 1 elektron valensi atom Cl sehingga dihasilkan struktur Lewis seperti gambar dibawah. Atom P sebagai atom pusat sekarang memiliki 5 buah pasangan atom terikat (PET) sehingga dari sini dapat kita ramalkan bahwa bentuk geometri PCl5 adalah trigonal bipiramid dan bentuk molekulnya adalah sama yaitu trigonal bipiramid.
Pada molekul SF4, 4 elektron valensi S akan berikatan masing-masing dengan F, sehingga pada atom S sekarang terdapat 4 PET dan satu buah PEB (pasangan elektron berikatan). Artinya atom pusat S memiliki total 5 pasangan elektron, apa artinya? Yup, betul kerangka dasar geometri SF4 adalah trigonal bipiramid. Bagaimana dengan bentuk molekulnya? Karena terdapat satu PEB maka maka bentu molekul SF4 disebut sebagai disphenoidal.
Pada molekul ClF3, 3 elektron valensi Cl masing-masinf akan berikatan dengan atom F sehingga pada atom pusat Cl sekarang terdapat 2 PEB dan 3 PET, yang menghasilkan kerangka dasar geometri trigonal piramid. Disebabkan terdapat 2 PEB maka bentuk molekulnya sekarang menjadi seperti gambar dibawah ini yang disebut sebagai bentuk “T”.
Jadi kesimpulannya bahwa molekul dengan 5 pasangan elektron atau 5 domain elektron dengan kondisi:
  • 5 pasangan elektron semuaya PET maka bentuk molekulnya trigonal bipiramid
  • 4 pasangan PET dan 1 PEB maka bentuk molekulnya disebut disphenoidal
  • 3 pasangan PET dan 2 PEB maka bentuk molekulnya disebut sebagai bentuk T
  • 2 pasangan PET dan 3 PEB maka bentuk molekulnya disebut sebagai linier

Incoming search terms:

Menentukan Geometri Molekul Dengan Teori VSEPR Molekul Berkerangka Dasar Tetrahedral-Studi Kasus CF4, XeO3, dan SF2

Tiga bentuk dasar molekul dengan domain elektron sebanyak 4 adalah tetrahedral, trigonal piramid, dan bentuk V (disebut juga bentuk bengkok, seperti bumerang senjata kas suku aborigin). Contoh molekul dengan ketida bentuk molekul tersebut masing-masing adalah CF4, XeO3, dan SF2.
Hal pertama yang kita lakukan untuk menentukan bentuk molekul ketiga senyawa diatas adalah dengan menggambar struktur lewisnya sehingga kita memperoleh gambaran awal posisi atom-atom pada atom pusatnya serta dapat mengetahui jumlah PEB dan PET-nya. Atom pusat masing-masing molekul adalah C (4elektron valensi), Xe (8 elektron valensi), dan S (6 elektron valensi).
Pada CF4, setiap elektron valensi C akan berikatan dengan satu elektron dari atom F, sehingga pada atom C terdapat 4 pasangan elektron terikat (PET). Tentu saja geometri dan bentuk molekul dengan 4 PET adalah tetrahedral yang dapat digambarkan sebagai berikut:
struktur 
lewis CH4

Pada molekul XeO3, Xe memiliki 8 elektron valensi, setiap 2 elektron valensi Xe akan berikatan dengan 2 elektron valensi dari atom O, sehingga ketiga iktan Xe-O dalam XeO adalah ikatan rangkap 2, dan Xe masih memiliki sepasang elektron yang tidak berikatan. Jadi atom pusat Xe memiliki 3 pasangan PET dan satu PEB, yang memungkinkan molekul XeO3 memiliki geometri molekul tetrahedral dan bentuk molekulnya adalah trigonal piramid. Trigonal priramid dapat diartikan sebagai piraid dengan dasar segitiga. Geometrinya dapat digambarkan sebagai berikut:
Pada SF2, atom S memiliki 6 elektron valensi. Satu elektron akan dipakai untuk berikatan secara kovalen dengan satu elektron dari atom F, sehingga untuk berikatan dengan 2 atom F atom S membutuhkan 2 elektron valensi, meninggalkan 4 elektron valensi yang menjadi 2 pasangan elektron bebas (PEB). pada atom S.  Jadi atom pusat S sekarang memiliki 2 PET dan 2 PEB yang memungkinkannya memiliki geometri molekul tetrahedral dan bentuk molekulnya adalah bentuk V atau bengkok.(lihat gambar dibawah ini).
Jadi kesimpulannya untuk molekul dengan 4 domain elektron adalah
  • Molekul dengan 4 PET bentuk molekulnya tetrahedral
  • Molekul dengan 3 PET dan 1 PEB bentuk molekulnya adalah trigonal piramid
  • Molekul dengan 2 PET dan 2 PEB bentuk molekulnya adalah bentuk V atau bentuk bengkok

Incoming search terms:

Menentukan Geometri Molekul Dengan Teori VSEPR Molekul Berkerangka Dasar Oktahedral-Studi Kasus SF6, IF5, dan XeF4


Molekul dengan domain elektron sejumlah 6 dapat membentuk 3 variasi bentuk molekul yaitu oktahedral, square piramid atau piramid segiempat (artinya piramid dengan dasar segiempat), dan segiempat planar. Contoh masing-masing molekul ini adalah SF6, IF5, dan XeF4.
Untuk dapat menentukan bentuk molekul ketiga senyawa tersebut maka kita harus menggambar terlebih dahulu struktur lewisnya. Atom S dengan 6 elektron valensi, I dengan 7 elektron valensi, dan Xe dengan 8 elektron valensi menjadi atom pusat pada setiap molekul.
Pada SF6 maka setiap elektron valensi S akan berikatan dengan 1 elektron valensi dari atom F sehingga menghasilkan molekul dengan atom S yang memiliki 6 pasangan elektron terikat. Dengan demikian geometri molekul dan bentuk molekul SF6 adalah oktahedral
Pada IF5, atom I memiliki 7 elektron valensi, dimana 5 buah elektron valensi ini akan dipakai untuk berikatan dengan 5 atom F, dengan demikian atom I sekarang memiliki 5 PET dan 1 PEB. Jumlah domain elektron 5+1 = 6 sehingga geometri molekul IF5 adalah oktahedral dan bentuk molekulnya adalah piramid segiempat, dimana salah satu domain dalam kerangka oktahedral pada posisi aksial tidak berikatan (menjadi PEB) dimana strukturnya dapat digambarkan sebagai berikut:
Pada molekul XeF4, atom Xe memiliki 8 elektron valensi, dimana 4 elektron valensi akan digunakan masing-masing untuk mengikat atom F sehingga atom Xe sekarang memiliki 4 PET dan 2 PEB. PEB ini menempati posisi aksial dari kerangka oktahedral XeF4 sehingga membentuk molekul dengan bentuk segiempat datar sebagai berikut:
Jadi kesimpulannya adalah sebagai berikut:
  • Molekul dengan 6 PET memiliki bentuk molekul oktahedral
  • Molekul dengan 5 PET dan 1 PEB memiliki bentuk molekul piramid segiempat
  • Molekul dengan 4 PET dan 2 PEB memiliki bentuk molekul segiempat datar

Incoming search terms:

Perkembangan Teori Atom Bagian I

Mempelajari tentang teori atom sangatlah penting sebab atom merupakan penyusun materi yang ada di alam semesta. Dengan memahami atom kita dapat mempelajari bagaimana satu atom dengan yang lain berinteraksi, mengetahui sifat-sifat atom, dan sebagainya sehigga kita dapat memanfaatkan aam semesta untuk kepentingan umat manusia.
Nama “atom” berasal dari bahasa Yunani yaitu “atomos” diperkenalkan oleh Democritus yang artinya tidak dapat dibagi lagi atau bagain terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi lagi. Konsep atom yang merupakan penyusun materi yang tidak dapat dibagi lagi pertama kali diperkenalkan oleh ahli filsafat Yunani dan India.
Konsep atom yang lebih modern muncul pada abab ke 17 dan 18 dimana saat itu ilmu kimia mulai berkembang. Para ilmuwan mulai menggunakan teknik menimbang untuk mendapatkan pengukuran yang lebih tepat dan menggunakan ilmu fisika untuk mendukung perkembangan teori atom.

Teori Atom Dalton

John Dalton seorang guru berkebangsaan Ingris menggunakan konsep atom untuk menjelaskan mengapa unsur selalu bereaksi dengan perbandingan angka bulat sederhana (selanjutnya lebih dikenal dengan hokum perbandingan berganda) dan mengapa gas lebih mudah larut dalam air dibandingkan yang lain. Dalton menyusun teori atomnya berdasarkan hukum kekekalan massa dan hokum perbandingan tetap. Dimana konsep atomnya adalah sebagai berikut:
  • Setiap unsur tersusun dari partikel kecil yang disebut sebagai atom.
  • Atom dari unsur yang sama adalah identik dan atom dari unsur yang tidak sama berbeda dalam beberapa hal dasar.
  • Senyawa kimia dibentuk dari kombinasi atom. Suatu senyawa selalu memiliki perbandingan jumlah atom dan jenis atom yang sama.
  • Reaksi kimia melibatkan reorganisasi atom yaitu berubah bagaimana cara mereka berikatan akan tetapi atom-atom yang terlibat tidak berubah selama reaksi kimia berjalan.
Model atom Dalton ini biasanya disebut sebagai model atom bola billiard dimana warna bola billiard yang berbeda-beda merupakan symbol atom unsur yang berbeda.
modelatomdalton
Teori Atom Thompson
Dengan adanya teori atom yang dikemukakan oleh Dalton maka banyak sekali para ilmuwan yang ingin menyelidiki tentang atom. Mereka penasaran tentang apa itu atom dan apa penyusunnya? Salah satunya adalah J.J Thompson, dia melakukan percobaan dengan menggunakan tabung katoda. Dia menemukan bahwa apabila tabung katoda di beri tegangan tinggi maka suatu “sinar” yang dia sebut sebagai “sinar katoda” akan dihasilkan.
Disebabkan sinar ini muncul pada elektroda negative dan sinar ini enolak kutub negative dari medan listrik yang diaplikasikan ke tabung katoda maka Thompson menyatakan bahwa sinar katoda tersebut tak lain adalah aliran partikel bermuatan negative yang dikemudian hari disebut sebagai electron. Dengan mengganti katoda menggunakan berbagai macam logam maka Thompson tetap menghasilkan jenis sinar yang sama.
Berdasarkan hal ini maka Thompson menyatakan bahwa setiap atom pasti memiliki electron, disebabkan atom bersifat netral maka dalam atom juga harus megandung sejumlah muatan positif. Sehingga dia meyataan bahwa:
“Atom terdiri dari awan bermuatan positif yang terdistribusi sedemikian rupa dengan muatan negative tersebar secara random di dalamnya”
Model atom ini kemudian disebut sebagai “plum pudding model” yang di Indonesai lebih dikenal sebagai model roti kismis.
odelatomthompson
Teori Atom Rutherford
Penemuan electron sebagai salah satu penyusun atom oleh Thompson membuat para ilmuwan pada saat itu semakin bergairah untuk meneliti penyusun atom salah satunya adalah Ernest Rutherford.
Rutherford ingin membuktikan kebenaran teori atom yang dikemukakan oleh Thompson dengan menggunakan sinar radioaktif. Pada saat itu ilmu tentang radioaktif sudah mulai berkembang terutama pada saat ditemukannya uranium yang dapat memancarkan sinar radioaktif.
Eksperimen Rutherford dilakukan dengan menembakkan partikel alfa (?)-yang kemudian diketahui sebagai inti atom Helium bermuatan positif pada lempengan tipis emas. Bila teori atom Thompson benar maka hampis semua berkas sinar alfa ini akan diteruskan dengan sedikit sekali sinar yang akan dibelokkan.
Akan tetapi hasil yang diperoleh Rutherford sungguh diluar prediksinya. Walaupun sebagian besar sinar alfa diteruskan, terdapat sejumlah besar sinar alfa yang dibelokkan dengan sudut yang besar, bahkan terdapat sinar alfa yang dikembalikan lagi tanpa pernah menyentuh detector.
Dengan percobaan ini maka Rutherford menarik kesimpulan tentang teori atomnya:
  • Sebagian besar sinar alfa yang menembus pelat tipis emas terjadi disebabkan sebagian besar atom adalah ruang kosong (ruang terbuka).
  • Sinar alfa yang dibelokkan dengan sudut besar terjadi karena mendekati inti atom.
  • Sinar alfa yang dipantulkan kembali adalah sinar alfa yang menumbuk inti atom
Dengan asumsi ini maka Rutherford mengajukan bahwa atom bukan merupakan benda pejal seperti yang dikemukakan oleh Thompson akan tetapi atom memiliki inti atom yang sangat pejal (massive) dimana berat atom terletak dan electron yang mengitari inti dengan jarak yang cukup besar jika dibandingkan dengan diameter inti atom. Itulah sebabnya mengapa atom sebagian besar adalah ruang kosong. Atau kita bisa mengatakan bahwa ukuran inti atom relative sangat kecil jika dibandingkan dengan keseluruhan atom itu sendiri.
modelatomrutherford
Setelah penemuan Rutherford ini maka para ilmuwan menyadari bahwa atom bukan merupakan zat tunggal akan tetapi dibangun oleh subpartikel atom. Dengan penelitian selanjutnya mereka mengetahui bahwa inti atom bermuatan positif (dimana jumlah muatannya sama dengan nomor atom). Dan penelitian selanjutnya para ilmuwan menemukan bahwa jumlah electron adalah sama dengan nomor atom, dengan demikian atom bermuatan netral (muatan positif = muatan negatifnya).
Sumber gambar:
  • http://www.wikipedia.org
  • http://www.sxc.hu/

Incoming search terms:

Perkembangan Teori Atom Bagian II: Model Atom Bohr

Dari postingan saya tentang “perkembangan teori atom bagian I” telah dibahas teori atom dari Dalton, Thomson, dan Rutherford. Model atom Rutherford meyatakan bahwa electron bermuatan negative mengelilingi inti atom pejal yang bermuatan positif. Menurut hokum mekanika klasik bentuk atom yang demikian itu memiliki kelemahan yaitu pada saat electron mengelilingi inti, electron ini akan terus menerus mengeluarkan radiasi elektromagnetik. Dengan demikian electron akan kehilangan energi dan gerakannya akan secara gradual menjadi spiral dan sampai akhirnya electron akan jatuh ke inti. Model atom seperti ini tidak dapat diterima disebabkan dengan teori ini maka semua atom yang ada di alam adalah tidak stabil.
Kekurangan model Rutherford yang lain yaitu ketika electron mulai bergerak spiral menuju inti, gerakan electron akan semakin cepat dan frekuensi emisinnya akan bertambah besar karena orbit electron semakin kecil. Hal ini akan menghasilkan spectrum emisi kontinu, padahal kenyatannya emisi atom yang telah diteliti pada saat itu hanya melibatkan emisi pada frekuensi-frekuensi tertentu (spectrum garis).
Kekurangan ini akhirnya  disempurnakan oleh Niels Bohr yang mengajukan model atom sebagai berikut:
  • Elektron mengelilingi inti atom dengan lintasan-lintasan tertentu. Lintasan-lintasan ini berjarak tertentu terhadap inti atom dan setiap lintasan memiliki tingkat energi yang tertentu pula.
  • Electron tidak kehilangan energi secara kontinu pada saat dia mengelilingi inti atom. Elektron akan mengeluarkan atau meyerap gelombang radiasi dengan frekuensi tertentu. Dimana besarnya energi dinyatakan dalam ?E = hv
Dengan demikian Bohr mengajukan model atom seperti gambar dibawah ini.
model atom bohr
Model atom Bohr merupakan model primitive atom hydrogen. Dan model ini hanya dapat diterapkan pada atom hydrogen dan atom/ion lain yang mirip seperti atom hydrogen seperti atom helium yang terionisasi dan atom litium yang terionisasi dua kali.
Walaupun  model atom Bohr memiliki kekurangan, namun karena kesederhanaan dan beberapa perhitungan pada sistem tertentu adalah benar maka sampai sekarang model atom Bohr masih diajarkan. Hal penting dari model atom Bohr adalah aplikasi hukum mekanika klasik pada electron yang bergerak mengelilingi inti dapat diterapkan dengan batasan-batasan hokum kuantum. Seperti momentum angular (L) dinyatakan sebagai bilangan bulat dikalikan dengan suatu unit yang sudah tertentu pula:

L = n.h/2?

Dengan “n” disebut sebagai bilangan kuantum utama. Dengan nilai n terkecil adalah 1 Bohr menghitung bahwa lintasan terkecil electron adalah sekitar 0.0529 nm yang dikenal sebagai “jari-jari Bohr”.  Dengan menggunakan persamaan momentum engular diatas Bohr juga mampu menghitung besarnya energi yang ada di setiap lintasan electron pada atom hydrogen atau atom/ion seperti hydrogen.
Jumlah electron dalam setiap lintasan dinyatakan dalam persamaan

2n2

dimana n adalah nomor kulit/lintasan atom. Untuk kulit pertama kita biasanya menyebut sebagai kulit K, L untuk kedua, M untuk ulit ketiga dan seterusnya.

Incoming search terms:

Senin, 21 Maret 2011

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

1. Konsepsi Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB adalah bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat/lambat...sehingga gerakan benda dari waktu ke waktu mengalami percepatan/perlambatan. Dalam artikel ini, kita tidak menggunakan istilah perlambatan untuk gerak benda diperlambat. Kita tetap saja menamakannya percepatan, hanya saja nilainya negatif. Jadi perlambatan sama dengan percepatan negatif.

Contoh sehari-hari GLBB adalah peristiwa jatuh bebas. Benda jatuh dari ketinggian tertentu di atas permukaan tanah. Semakin lama benda bergerak semakin cepat. Kini, perhatikanlah gambar di bawah yang menyatakan hubungan antara kecepatan (v) dan waktu (t) sebuah benda yang bergerak lurus berubah beraturan dipercepat.



vo = kecepatan awal (m/s)
vt = kecepatan akhir (m/s)
a = percepatan
t = selang waktu (s)

Perhatikan bahwa selama selang waktu t , kecepatan benda berubah dari vo menjadi vt sehingga kecepatan rata-rata benda dapat dituliskan:



Kita tahu bahwa kecepatan rata-rata :

 

dan dapat disederhanakan menjadi :



S = jarak yang ditempuh
seperti halnya dalam GLB (gerak lurus beraturan) besarnya jaraktempuh juga dapat dihitung dengan mencari luasnya daerah dibawah grafik v - t
Bila dua persamaan GLBB di atas kita gabungkan, maka kita akan dapatkan persamaan GLBB yang ketiga.....


2. Contoh-Contoh GLBB

 a. Gerak Jatuh Bebas

Ciri khasnya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal (vo = nol). Semakin ke bawah gerak benda semakin cepat.Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi (a = g) (besar g = 9,8 m/s2 dan sering dibulatkan menjadi 10 m/s2)

 

Rumus gerak jatuh bebas ini merupakan pengembangan dari ketiga rumus utama dalam GLBB seperti yang telah diterangkan di atas dengan modifikasi : s (jarak) menjadi h (ketinggian) dan vo = 0 serta percepatan (a) menjadi percepatan grafitasi (g).
coba kalian perhatikan rumus yang kedua....dari ketinggian benda dari atas tanah (h) dapat digunakan untuk mencari waktu yang diperlukan benda untuk mencapai permukaan tahah atau mencapai ketinggian tertentu... namun ingat jarak dihitung dari titik asal benda jatuh bukan diukur dari permukaan tanah


sebagai contoh : Balok jatuh dari ketinggian 120 m berapakah waktu saat benda berada 40 m dari permukaan tanah?

jawab : h = 120 - 40 = 80 m



t = 4 s





2. Gerak Vertikal ke Atas

Selama bola bergerak vertikal ke atas, gerakan bola melawan gaya gravitasi yang menariknya ke bumi. Akhirnya bola bergerak diperlambat. Akhirnya setelah mencapai ketinggian tertentu yang disebut tinggi maksimum (h max), bola tak dapat naik lagi. Pada saat ini kecepatan bola nol (Vt = 0). Oleh karena tarikan gaya gravitasi bumi tak pernah berhenti bekerja pada bola, menyebabkan bola bergerak turun. Pada saat ini bola mengalami jatuh bebas....
Jadi bola mengalami dua fase gerakan. Saat bergerak ke atas bola bergerak GLBB diperlambat (a = - g) dengan kecepatan awal tertentu lalu setelah mencapai tinggi maksimum bola jatuh bebas yang merupakan GLBB dipercepat dengan kecepatan awal nol.



Pada saat benda bergerak naik berlaku persamaan :


vo = kecepatan awal (m/s)
g = percepatan gravitasi
t = waktu (s)
vt = kecepatan akhir (m/s)
h = ketinggian (m)

3. Gerak Vertikal ke Bawah

Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksudkan adalah gerak benda-benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal tertentu. Jadi seperti gerak vertikal ke atas hanya saja arahnya ke bawah. Sehingga persamaan-persamaannya sama dengan persamaan-persamaan pada gerak vertikal ke atas, kecuali tanda negatif pada persamaan-persamaan gerak vertikal ke atas diganti dengan tanda positif.


3. Rangkuman GLB dan GLBB