Senin, 28 Januari 2013

Teori Atom Mekanika Kuantum


TEORI ATOM MEKANIKA KUANTUM

A.    Teori Mekanika Kuantum
Berdasarkan teori atom Max Planck, dapat ditentukan besarnya energi partikel (elektron) saat mengelilingi inti pada kulit atom.
Pada tahun 1927, Erwin Schrodinger mengajukan teori atom yang disebut dengan teori atom mekanika kuantum yang menyatakan bahwa kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti, yang dapat ditentukan adalah probabilitas menemukan elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom. Daerah dengan probabilitas terbesar menemukan elektron disebut dengan orbital. Schrodinger memperhitungkan dualisme sifat elektron, yaitu sebagai partikel sekaligus sebagai gelombang. Temuan Schrodinger memungkinkan kita untuk menentukan struktur elektronik atom, baik yang berelektron tunggal maupun yang berelektron banyak.
Pada tahun yang sama, Werner Heisenberg menguatkan teori atom mekanika kuantum dengan temuannya yang disebut dengan azas ketidakpastian Heisenberg yang menyatakan bahwa kedudukan partikel seperti elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti pada saat yang sama.
Daerah atau ruang dengan peluang terbesar menemukan elektron disebut orbital, sedangkan lintasan berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu disebut orbit. Salah satu cara memaparkan orbital adalah dengan pola titik-titik. Densitas (kerapatan) titik-titik menyatakan besar-kecilnya peluang menemukan elektron di daerah itu. Istilah lain untuk menyatakan peluang menemukan elektron adalah densitas elektron. Daerah dengan peluang besar menemukan elektron berarti mempunyai densitas yang tinggi dan seebaliknya.
Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum. Awan elektron disekitar inti menunjukkan tempat kebolehjadian elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.
Ciri khas model atom mekanika kuantum, adalah sebagai berikut :
1.      Gerakan elektron memiliki sifat gelombang sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang.
2.      Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya.
3.      Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi boleh jadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron.

B.      BILANGAN KUANTUM.

Bilangan kuantum adalah bilangan yang menyatakan kedudukan atau posisi elektron dalam atom. Hasil penjabaran persamaan Schrodinger untuk atom hidrogen menunjukkan bahwa energi suatu elektron ditentukan oleh bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (l), dan bilangan kuantum magnetik (m). Kedudukan elektron dalam suatu atom dapat ditentukan oleh 4 bilangan kuantum, yaitu :
1.      Bilangan kuantum utama (n)
Bilangan kuantum utama (n) menyatakan tingkat energi orbital atau kulit atom. Dan menyatakan ukuran orbital atom, makin besar harga n, makin besar ukuran orbital yang ditempati elektron. Bilangan kuantum utama dapat mempunyai nilai semua bilangan bulat positif, yaitu 1, 2, 3, 4, 5, dan seterusnya. Sama seperti dalam teori atom Neils Bohr, kulit atom dinyatakan dengan lambang K, L, M, N, O, dan seterusnya.
                   n=1 ; sesuai dengan kulit K
                   n=2 ; sesuai dengan kulit L
                   n=3 ; sesuai dengan kulit M
                   n=4 ; sesuai dengan kulit N  dan seterusnya.
Bilangan kuantum utama (n)
1
2
3
4
Kulit
K
L
M
N
                  


                 

  Tabel 1.1. bilangan kuantum utama.
                  
2.      Bilangan kuantum Azimut (l)
        Bilangan kuantum azimut merupakan ukuran momentum sudut orbital elektron. Bilangan kuantum azimut menyatakan subkulit (orientasi bentuk orbital) tempat elektron berada dan menunjukkan jenis subkulit serta bentuk orbital. Harga bilangan kuantum azimut yaitu dari 0 hingga (n-1).
·  l=0 menyatakan subkulit s (s= sharp)
·  l=1 menyatakan subkulit p (p= principle)
·  l=2 menyatakan subkulit d (d= diffuse)
·  l=3 menyatakan subkulit f (f= fundamental)

        Banyaknya subkulit dari suatu kulit bergantung pada banyaknya nilai bilangan kuantum azimut yang di izinkan untuk kulit itu.
·  Kulit K (n=1)         l=0           1s       terdiri dari satu subkulit
·  Kulit L (n=2)      l= 0 dan 1       2s 2p       terdiri dari dua subkulit. Dan seterusnya.
Kulit
Nilai n
Niali l yang di ijinkan
subkulit
K
1
0
1s
L
2
0, 1
2s 2p
M
3
0, 1, 2
3s 3p 3d
N
Dan seterusnya
4
0,1,2,3
4s 4p 4d 4f
                  



Tabel 1.2. subkulit-subkulit yang diijinkan pada kulit K sampai dengan N.

3.      Bilangan kuantum magnetik (m)
        Bilangan kuantum magnetik menyatakan kedudukan elektron pada suatu orbital khusus dari orbital itu. Harga bilangan kuantum magnetik tergantung pada harga bilangan kuantum azimut       , yaitu semua bilangan bulat mulai dari –l sampai dengan +l, termasuk 0.
a)      Subkulit s (l=0) m=0 , terdiri dari 1 orbital.
b)      Subkulit p (l=1) m=-1, 0, +1 , terdiri dari 3 orbital.
c)      Subkulit d (l=2) m=-2, -1, 0, +1, +2 , terdiri dari 5 orbital.
d)      Subkulit f (l=3) m= -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 , terdiri dari 7 orbital.
                  
Subkulit
Nilai l
Nilai m
s
0
0
p
1
-1, 0, +1
d
2
-2,-1, 0, 1, 2, 3
f
3
-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3
                   Tabel 1.3. bilangan kuantum magnetik.

4.      Bilangan kuantum spin (s)
        Bilangan kuantum spin menunjukkan arah perputaran elektron pada sumbunya. Dalam satu orbital, maksimum dapat beredar 2 elektron dan kedua elektron ini berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan, dan masing-masing diberi harga spin +1/2 atau -1/2.
·  S= +1/2 arah putaran searah dengan jarum jam ()
Kulit
Subkulit
Jumlah n
Jumlah orbital (n2)
Elektron maksimum (2n2)
K
s
1
12 = 1 orbital
2 elektron
L
s, p
2
22 = 4 orbital
8 elektron
M
s, p, d
3
32 = 9 orbital
18 elektron
N
s, p, d, f
4
42 = 16 0rbital
32 elektron
O
s, p, d, f, g
5
52= 25 0rbital
50 elektron
P
s, p, d, f, g, h
6
62 =36 orbital
72 elekron
·  S= -1/2 arah putaran berlawanan dengan arah jarum jam ()
                  





                   Tabel 1.4. pembagian kulit-kulit pada atom.

2 komentar:

  1. ADM Blogspot : terimakasih. atas artikelnya

    http://anakduniamaya.blogspot.com

    BalasHapus