Elektron, sebagai komponen dasar peserta interaksi listrik dan magnet, berperan penting dalam menjelaskan berbagai fenomena fisika dan kimia. Salah satu perilaku menarik dari elektron adalah kemampuannya untuk berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain sambil menyerap atau memancarkan energi.
Teori Atom Bohr dan Postulat Keempatnya
Untuk memahami perilaku ini, kita perlu kembali ke teori atom Bohr yang diajukan pada awal abad ke-20. Niels Bohr, fisikawan asal Denmark, mengajukan teori ini untuk menjelaskan struktur atom dan perilaku elektron di dalamnya. Postulat keempat dari teori ini secara khusus menguraikan tentang bagaimana elektron berpindah antar lintasan atau ‘orbit’ dan bagaimana perubahan ini berkaitan dengan penyerapan atau emisi radiasi.
Postulat tersebut menyatakan bahwa elektron hanya dapat bertahan pada lintasan khusus atau ‘orbit stasioner’ di mana mereka tidak memancarkan radiasi. Elektron dapat melompat dari satu orbit stasioner ke orbit stasioner lainnya. Pindahnya elektron ini melibatkan penyerapan atau pemancaran radiasi.
Penyerapan dan Pemancaran Energi
Ketika elektron berpindah dari orbit tinggi (dengan energi lebih tinggi) ke orbit yang lebih rendah, ia melepaskan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik – ini adalah pemancaran energi. Sebaliknya, ketika elektron bergerak dari orbit rendah ke orbit lebih tinggi, ia harus menyerap sejumlah energi – ini adalah penyerapan energi.
Kuantitas energi yang diserap atau dipancarkan ini sama dengan perbedaan energi antara lintasan awal dan akhir. Ini menjelaskan mengapa radiasi elektromagnetik yang dipancarkan atau diserap oleh atom memiliki frekuensi yang sangat spesifik – setiap transisi antara dua lintasan memiliki ‘selisih energi’ yang unik, dan oleh karenanya frekuensi radiasi yang sesuai.
Implikasi dan Aplikasi
Perilaku elektron ini memiliki beberapa implikasi penting dalam fisika dan kimia. Misalnya, ia menjelaskan spectrum atom hidrogen yang diobservasi dan membantu dalam pengembangan mekanika kuantum.
Dalam spektroskopi, perpindahan elektron antar orbit digunakan untuk mengidentifikasi elemen atau senyawa kimia. Pada saat elektron menyerap atau memancarkan energi, ia menghasilkan spektrum penyerapan atau emisi yang spesifik untuk setiap elemen atau senyawa. Oleh karena itu, analisis spektrum ini dapat memberikan informasi tentang komposisi sampel.
Dengan demikian, pemahaman tentang bagaimana elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain sambil menyerap atau memancarkan energi mengungkapkan berbagai fenomena penting dalam fisika dan kimia.
