Teman-teman tentu kita masih ingat dengan
model atom yang dikemukakan oleh Ernest Rutherford (1871–1937) dan
dilengkapi oleh Niels Bohr (1885 – 1962) yang menerangkan bahwa
elektron-elektron mengelilingi inti atom pada tingkat-tingkat energi
tertentu yang disebut kulit atom. Pada bab ini, kita akan mempelajari
pengembangan model atom modern berdasarkan konsep mekanika gelombang.
Einstein menerangkan bahwa cahaya terdiri dari partikel-partikel
foton yang energinya sebanding dengan frekuensi cahaya. Jika frekuensinya
rendah,setiap foton mempunyai jumlah energi yang sangat sedikit dan tidak mampu
memukul elektron agar dapat keluar dari permukaan logam. Jika frekuensi (dan
energi) bertambah, maka foton memperoleh energi yang cukup untuk melepaskan
elektron (James E. Brady,1990). Hal ini menyebabkan kuat arus juga akan
meningkat. Energi foton bergantung pada
frekuensinya.
frekuensinya.
h = tetapan
Planck (6,626 × 10–34 J dt)
n = frekuensi (Hz)
c = kecepatan
cahaya dalam vakum (3 × 108 m det–1)
A.
Teori Mekanika Kuantum
Model atom mekanika kuantum menerangkan bahwa
elektron-elektrondalam atom menempati suatu ruang atau “awan” yang disebut orbital, yaituruang tempat
elektron paling mungkin ditemukan. Beberapa orbital bergabung membentuk
kelompok yang disebut subkulit.
Jika orbital kita analogikan sebagai “kamar elektron”, maka subkulit dapat
dipandang
sebagai “rumah elektron”. Beberapa subkulit yang bergabung akan
membentuk kulit atau “desa elektron”.
Satu kulit tersusun dari subkulit-subkulit, Satu subkulit tersusun dari
orbital-orbital, Satu orbital menampung maksimal dua electron
Tabel : Hubungan subkulit, jumlah
orbital, dan electron maksimum
1.
Bilangan Kuantum Utama
(n)
Bilangan kuantum utama (n) menyatakan tingkat
energi utama atau kulit atom. Bilangan kuantum utama mempunyai harga mulai dari
1, 2, 3, dan seterusnya (bilangan bulat positif) serta dinyatakan dengan
lambing K (n = 1), L (n = 2), dan seterusnya.
Orbital-orbital dengan bilangan kuatum utama berbeda mempunyai tingkat energi
yang berbeda secara nyata.
2.
Bilangan Kuantum Azimuth (l)
Bilangan kuantum azimuth (l) menyatakan subkulit.
Nilai-nilai untuk bilangan kuantum azimuth dikaitkan dengan nilai bilangan
kuantum utamanya, yaitu semua bilangan bulat dari 0 sampai (n – 1).
3.
Bilangan Kuantum Magnetik (ml atau m)
Bilangan kuantum magnetik (m) menyatakan orbital
khusus yang ditempati elektron pada suatu subkulit. Bilangan kuantum magnetik
juga menyatakan orientasi khusus dari orbital itu dalam ruang relatif terhadap
inti. Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada nilai kuantum azimuth,
yaitu semua bilangan bulat mulai dari –l sampai dengan +l, termasuk 0.
4.
Bilangan Kuantum Spin (ms atau s)
Sambil beredar mengintari inti, elektron juga
berputar pada sumbunya. Gerak berputar pada sumbu ini disebut rotasi.
Hanya ada dua kemungkinan arah rotasi elektron, yaitu searah atau berlawanan
arah jarum jam. Kedua arah yang berbeda itu dinyatakan dengan bilangan kuantum
spin (s) yang mempunyai nilai s = +1/2 atau s = –1/2.
Table : Pembagian kulit-kulit dalam atom
C.
Konfigurasi Elektron
Suatu cara penulisan yang menunjukkan distribusi elektron
dalam orbitalorbital pada kulit utama dan subkulit disebut konfigurasi
elektron. Pada penulisan konfigurasi elektron perlu dipertimbangkan tiga
aturan (asas), yaitu prinsip Aufbau, asas larangan Pauli, dan kaidah Hund.
1.
Prinsip Aufbau
Elektron-elektron dalam suatu
atom berusaha untuk menempati subkulitsubkulit yang berenergi rendah, kemudian
baru ke tingkat energi yang lebih tinggi. Dengan demikian, atom berada pada
tingkat energi minimum. Inilah yang disebut prinsip Aufbau.
2.
Kaidah Hund
Dalam kaidah Hund, dikemukakan oleh Friedrich Hund (1894
– 1968) pada tahun 1930, disebutkan bahwa elektron-elektron dalam
orbital-orbital suatu subkulit cenderung untuk tidak berpasangan.
Elektron-elektron baru berpasangan apabila pada subkulit itu sudah tidak ada
lagi orbital kosong.
Contoh : pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa
unsur:
Atom H : mempunyai 1 elektron,
konfigurasinya 1s1
Atom C : mempunyai 6 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2
2p2 Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p6 3S2 3p6 4s1
3. Larangan Pauli
Pada tahun 1928, Wolfgang Pauli (1900 – 1958) mengemukakan
bahwa tidak ada dua elektron dalam satu atom yang boleh mempunyai keempat
bilangan kuantum yang sama. Dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama,
azimuth, dan magnetik yang sama dalam satu orbital, harus mempunyai spin yang
berbeda. Kedua elektron
tersebut berpasangan..
tersebut berpasangan..
Setiap orbital mampu menampung maksimum dua elektron.
Untuk mengimbangi gaya tolak-menolak diantara elektron-elektron tersebut, dua
elektron dalam satu orbital selalu berotasi dalam arah yang berlawanan.
Contoh:Atom C dengan nomor atom 6, berarti memiliki 6 elektron dan cara Pengisian orbitalnya adalah:
0 komentar:
Posting Komentar