Struktur atom dan cahaya: panduan belajar

Gagasan utama

Atom memiliki inti kecil berisi proton dan neutron yang dikelilingi elektron dalam kulit dan orbital. Cahaya dipancarkan atau diserap ketika elektron berpindah antartingkat energi.

• Nomor atom Z adalah jumlah proton. Nomor massa A adalah proton ditambah neutron, sehingga neutron = A − Z.
• Elektron mengisi kulit berkapasitas 2n², yang terbagi menjadi subkulit s, p, d, dan f yang memuat 2, 6, 10, dan 14 elektron.
• Cahaya memenuhi c = λν dan tiap foton memiliki E = hν. Satu garis hidrogen berasal dari lompatan n₂ → n₁, dengan 1 ÷ λ = R(1 ÷ n₁² − 1 ÷ n₂²) dan R = 1,097 × 10⁷ m⁻¹.
• Makin pendek panjang gelombang, makin tinggi frekuensi dan energi foton.

Persamaan penting

• c = λν
• E = hν = hc ÷ λ
• 1 ÷ λ = R(1 ÷ n₁² − 1 ÷ n₂²)
• neutrons = A − Z
• electrons in shell n: 2n²

Contoh soal

Garis merah Balmer hidrogen adalah lompatan n = 3 → 2. 1 ÷ λ = 1,097 × 10⁷ × (1 ÷ 4 − 1 ÷ 9) = 1,52 × 10⁶ m⁻¹, sehingga λ = 656 nm. Frekuensinya 3,00 × 10⁸ ÷ 656 × 10⁻⁹ = 4,57 × 10¹⁴ Hz dan energi foton 1240 ÷ 656 = 1,89 eV. Contoh lain: uranium-235 memiliki 235 − 92 = 143 neutron.

Kesalahan umum

• Mencampur nomor massa dengan massa atom pada tabel periodik, yang merupakan rata-rata isotop.
• Mencampur nanometer dan meter saat memakai rumus Rydberg.
• Mengira lompatan yang lebih besar antartingkat memberi panjang gelombang lebih panjang. Hasilnya lebih pendek.

Latihan

Uji dirimu dengan soal latihan tentang topik ini: Struktur atom dan cahaya