Spektrum Nyala Atom

Spektrum Nyala Atom :

A.   Landasan teori:

Ketika Anda melemparkan sebuah atom ke dalam sebuah nyala api, atom itu dapat mengambil sebagian energi api dengan membuat elektron-elektronnya bergerak lebih cepat. Elektron-elektron “beringas” ini sebetulnya ingin kembali ke tingkat energi alami yang lebih santai (dalam bahasa ilmiah disebut ground state). Cara termudah bagi mereka untuk melakukannya adalah melepaskan energi lebihan mereka dalam bentuk semburan cahaya. Jika cukup banyak atom dalam sebuah nyala api secara serentak mengambil energi panas dan melemparkannya kembali dalam bentuk cahaya, kita dapat menyaksikan sebagai cahaya yang sangat terang.

Setiap jenis atom atau molekul pada awalnya memiliki seperangkat energi elektron yang unik. Maka, tiap jenis atom atau molekul dalam nyala api akan mengambil dan melemparkan kembali jumlah energi yang unik pula. Itu sebabnya atom dan molekul berbeda akan menancarkan panjang gelombang atau warna cahaya berbeda. (Dalam bahasa ilmiah : setiap atom atau molekul memiliki spektrum emisi unik masing-masing).

Ketika suatu elektron terikat pada sebuah atom, ia memiliki energi potensial yang berbanding terbalik terhadap jarak elektron terhadap inti. Hal ini diukur oleh besarnya energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari atom dan biasanya diekspresikan dengan satuan elektronvolt (eV). Dalam model mekanika kuantum, elektron-elektron yang terikat hanya dapat menduduki satu set keadaan yang berpusat pada inti, dan tiap-tiap keadaan berkorespondensi terhadap aras energi tertentu. Keadaan energi terendah suatu elektron yang terikat disebut sebagai keadaan dasar, manakala keadaan energi yang lebih tinggi disebut sebagai keadaan tereksitasi.

Agar suatu elektron dapat meloncat dari satu keadaan ke keadaan lainnya, ia haruslah menyerap ataupun memancarkan foton pada energi yang sesuai dengan perbedaan energi potensial antar dua aras tersebut. Energi foton yang dipancarkan adalah sebanding dengan frekuensinya.Tiap-tiap unsur memiliki spektrum karakteristiknya masing-masing. Hal ini bergantung pada muatan inti, subkelopak yang terisi dengan elektron, interaksi elektromagnetik antar elektron, dan faktor-faktor lainnya.

Contoh garis absorpsi spektrum:

Ketika suatu spektrum energi yang berkelanjutan dipancarkan melalui suatu gas ataupun plasma, beberapa foton diserap oleh atom, menyebabkan elektron berpindah aras energi. Elektron yang tereksitasi akan secara spontan memancarkan energi ini sebagai foton dan jatuh kembali ke aras energi yang lebih rendah. Oleh karena itu, atom berperilaku seperti bahan penyaring yang akan membentuk sederetan pita absorpsi. Pengukuran spektroskopi terhadap kekuatan dan lebar pita spektrum mengijinkan penentuan komposisi dan sifat-sifat fisika suatu zat.

Pemantauan cermat pada garis-garis spektrum menunjukkan bahwa beberapa memperlihatkan adanya pemisahan halus. Hal ini terjadi karena kopling spin-orbit yang merupakan interaksi antara spin dengan gerak elektron terluar.Ketika suatu atom berada dalam medan magnet eksternal, garis-garis spektrum terpisah menjadi tiga atau lebih komponen. Hal ini disebut sebagai efek Zeeman. Efek Zeeman disebabkan oleh interaksi medan magnet dengan momen magnetik atom dan elektronnya.

Beberapa atom dapat memiliki banyak konfigurasi elektron dengan aras energi yang sama, sehingga akan tampak sebagai satu garis spektrum. Interaksi medan magnet dengan atom akan menggeser konfigurasi-konfigurasi elektron menuju aras energi yang sedikit berbeda, menyebabkan garis spektrum berganda.Keberadaan medan listrik eksternal dapat menyebabkan pemisahan dan pergeseran garis spektrum dengan mengubah aras energi elektron. Fenomena ini disebut sebagai efek Stark.

B.    Alat :

Beberapa jenis kembang api dan korek api.

  

C. Cara kerja : 

                 1. Nyalakanlah beberapa jenis kembang api. 

                 2. Amati warna yang muncul ketika dibakar.

          D. Hasil pengamatan :

           1. Apa yang kamu temukan ?

Pada saat kembang api dibakar,ternyata kembang api tersebut memancarkan semburan cahaya dengan warna yang berbeda beda. Misalnya,pada kembang api yang berbentuk lidi memancarkan semburan cahaya warna orange. Sedangkan kembang api yang berbentuk  gasing memancarkan warna lebih dari satu warna, yaitu orange, merah, hijau, dan ungu. Kedua kembang api tersebut menghasilkan semburan cahaya ke segala arah dengan panjang gelombang tertentu. Warna-warna yang dihasilkan tersebut merupakan warna bahan kimia penyusunnya.

2. Apakah atom memiliki warna ?

Atom-atom dalam keadaan menyendiri atau tunggal tidak memiliki sifat-sifat tertentu, seperti warna, wujud, massa jenis, daya hantar listrik, titik didih, titik leleh, dan sebagainya. Sifat-sifat itu baru muncul jika atom-atom dalam jumlah besar bergabung membentuk kumpulan atom dengan cara-cara tertentu, contohnya adalah grafit dan intan.

Kesimpulan: Spektrum Nyala Atom terjadi jika ada rangsang dari luar atom gas yang akan menyerap energi sehingga berada dalam keadaan tereksitasi.Dalam keadaan itu atom gas tidak stabil dan elektronnya cenderung bertransisi ke keadaan dasar dengan memancarkan radiasi elektromagnetik. Besar energi radiasi elektromagnetik itu merupakan selisih antara dua tingkat energi dalam atom yang bertransisi. Yang dimana hal tersebut akan menyebabkan atom menyerap panjang gelombang tertentu dari suatu cahaya.