Mengapa spektrum emisi hidrogen disebut dengan spektrum garis

Atom hidrogen merupakan atom yang paling sederhana, hanya tersusun oleh satu proton dan satu elektron. Karena spektrum atom bersifat khas bagi atom yang bersangkutan, adalah beralasan jika muncul dugaan adanya hubungan yang mendasar antara spektrum atom dengan distribusi elektron di sekeliling inti atom hidrogen yang merupakan suatu langkah awal yang paling fundamental dalam usaha elusidasi struktur elektronik sautu atom. Spektrum emisi atom hidrogen bebas dalam keadaan tereksitasi terdiri atas garis-garis spektrum yaitu satu set dalam daerah uv (ultra violet), satu set dalam daerah tampak (visible, artinya tampak oleh mata manusia) dan beberapa set dalam inframerah (IR, infrared) dari spektrum elektromagnetik seperti ditunjukkan oleh gambar berikut. Spektrum ini diperoleh jika cahaya pucat kebiruan dari gas hidrogen yang dipijarkan (artinya teratomisasi) dilewatkan pada sebuah prisma gelas.

Mengapa spektrum emisi hidrogen disebut dengan spektrum garis

Bertahun-tahun para ilmuwan berusaha mendapatkan suatu pola formula yang melukiskan hubungan antar panjang gelombang garis-garis spektrum atom hidrogen, dan akhirnya pada tahun 1885 J. Balmer (Swiss) berhasil menunjukkan bahwa grafik hubungan antara frekuensi (v) dengan 1/n2 ternyata berupa garis lurus.

Balmer juga meramalkan adanya sejumlah garis-garis spektrum yang pada waktu itu belum ditemukan, garis-garis spektrum yang memenuhi persamaan disebut deret Balmer. Dalam kurun waktu kira-kira 40 tahun kemudian akhirnya ditemukan beberapa deret garis lain yang mirip dengan deret Balmer. Deret baru ini kemudian diberi nama sesuai dengan penemunya yaitu Lyman (1906) yang terpencar pada daerah ultraviolet, Paschen (1908) yang terpencar pada daerah inframerah-dekat, Brackett (1922) yang terpencar pada daerah inframerah dan deret Pfund (1923) yang terpencar pada derah inframerah-jauh. Pada dasarnya, sebaran garis-garis cenderung konvergen dan melemah sejalan dengan makin pendeknya panjang gelombang atau naiknya energi.

Full PDF PackageDownload Full PDF Package

This Paper

A short summary of this paper

31 Full PDFs related to this paper

Download

PDF Pack

Dalam ilmu kimia, spektrum diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu spektrum emisi dan spektrum serapan. Pada dasarnya, baik spektrum penyerapan maupun emisi suatu spesies dapat membantu mengidentifikasi spesies-spesies itu dan memberikan banyak informasi tentang spesies-spesies tersebut. Dan tahukah kalian, jika spektrum serapan dan emisi suatu spesies disatukan, mereka membentuk spektrum baru yang dinamakan dengan spektrum kontinu.

Meski demikian, kedua spektrum tersebut memiliki fungsinya masing-masing dalam mengidentifikasikan spesies-spesies, sehingga dapat memperkaya informasi mengenai spesies-spesies tersebut. Lalu, apa itu yang dinamakan dengan spektrum emisi dan spektrum serapan?

Spektrum Emisi

Spektrum ini terbentuk dari proses ketika radiasi yang diperoleh dari sumber cahaya dilewatkan melalui prisma. Jadi alih-alih mendapatkan cahaya dengan beberapa warna yang hilang, dalam spektrum emisi itulah satu-satunya warna yang kita dapatkan.

Dalam fisika, emisi adalah suatu proses ketika suatu partikel yang berada pada keadaan energi mekanika kuantum yang lebih tinggi berubah ke keadaan yang lebih rendah melalui emisi foton, sehingga menghasilkan cahaya. Frekuensi cahaya yang dipancarkan adalah fungsi dari energi transisi.

Spektrum emisi dapat digunakan untuk menentukan komposisi material, karena ia berbeda untuk masing-masing unsur dalam tabel periodik. Salah satu contohnya adalah spektroskopi astronomi yang mengidentifikasikan komposisi bintang melalui analisis sinar yang diterima.

(Baca juga: Mengenal Spektrum Gelombang Elektromagnetik)

Karakteristik spektrum emisi beberapa unsur terlihat jelas dengan mata telanjang ketika unsur-unsur dipanaskan. Misalnya, ketika kawat platina dicelupkan ke dalam larutan stronsium nitrat dan dikenakan nyala api, atom stronsium akan memancarkan warna merah. Serupa dengan stronsium, ketika tembaga dikenakan nyala api, maka nyala api akan berwarna hijau.

Karakteristik khas ini memungkinkan unsur-unsur diidentifikasi melalui spektrum emisi atomnya. Tidak semua sinar yang diemisikan dapat diterima mata telanjang, karena spektrum juga mencakup sinar ultraviolet dan inframerah. Suatu emisi terbentuk ketika gas yang tereksitasi dilihat langsung melalui spektroskop.

Spektrum Serapan

Spektroskopi serapan atom atau dalam bahasa Inggris atomic absorption spectroscopy merupakan prosedur dalam kimia analisis yang menggunakan prinsip energi yang diserap atom. Atom yang menyerap radiasi akan menimbulkan keadaan energi elektronik terekesitasi.

Adapun jenis spektrium ini diperoleh ketika cahaya putih dari sumber apa pun pertama kali melewati larutan dan kemudian dianalisis oleh spektroskop. Spektroskopi serapan atom digunakan untuk menganalisis konsentrasi analit dalam sampel. Dimana elektron pada atom akan tereksitasi pada orbital yang lebih tinggi dalam waktu singkat dengan menyerap energi.

Secara umum, setiap panjang gelombang akan bereakssi pada satu jenis elemen sehingga inilah yang menjadi kelemahan penggunaan alat ini. Selisih nilai absorbansi blanko (tanpa sampel yang ditargetkan) dibandingkan dengan sampel uji merupakan nilai konsentrasi zat target yang diinginkan.

Ketika nilai konsentrasi sudah diketahui, maka dapat diketahui satuan massa yang lain. Dalam pengukurannya dibutuhkan sebuah kurva standar yang elemennya adalah konsentrasi analit dibandingkan dengan nilai absorbansi (serapan). Kurva standar dibuat menggunakan larutan yang telah diketahui konsentrasi zat yang ingin diuji dengan berbagai perbedaan konsentrasi.

Teori atom Bohr didasarkan atas pengamatannya terhadap spektrum atom. Jika uap atau gas suatu unsur dipanaskan sampai suhu tinggi, akan dihasilkan cahaya terang. Jika cahaya tersebut dilewatkan suatu prisma, akan tampak garis-garis berwarna dengan panjang gelombang tertentu. Gas garis cahaya itu disebut spektrum garis. Setiap unsur memberikan spektrum garis yang berbeda dan bersifat khas untuk unsurtersebut.

  1. Elektron bergerak mengelilingi inti atom dengan lintasan (orbit) tertentu, dengan momen sudut kelipatan dari  ketetapan Planck.
  2. Selama elektron bergerak pada lintasannya, maka energinya akan tetap, sehingga tidak memancarkanenergi.
  3. Selama bergerak mengelilingi inti, elektron dapat berpindah naik atau turun dari satu lintasan ke lintasan yanglain.

Karena perpindahan elektron berlangsung antara kulit yang sudah tertentu tingkat energinya, maka atom hanya akan memancarkan radiasi dengan tingkat energi yang tertentu pula. Dengan demikian dapat dijelaskan penyebab spektrum unsur berupa spektrum garis. Bohr menggunakan atom hidrogen sebagai model, dan dia berhasil merumuskan jari-jari lintasan dan energi elektron.

Jadi, berdasarkan kenyataan tersebut di atas Niels Bohr menjelaskan fakta spektrum unsur berupa spektrumgaris.