Model Atom Mekanika Kuantum

Konfigurasi Elektron Bohr Dan Mekanika Kuantum Idschool

MODEL ATOM MODERN (MEKANIKA KUANTUM)

MODEL ATOM MODERN (MEKANIKA KUANTUM)Menurut Bohr, electron dalam mengelilingi inti berada pada lintasan dengan jarak tertentu dari inti. Lintasan elektron ini disebut orbit. Teori modern ini dikembangkan berdasarkan mekanika kuantum yang disebut mekanika gelombang. Menurut model atom modern (Mekanika Kuantum), keberadaan elektron dalam mengelilingi inti tidak dapat diketahui secara tepat, sesuai dengan ketidakpastian Heisenberg. Tetapi yang dapat ditentukan hanya peluang menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.Prinsip dasar dari model atom modern menyatakan bahwa gerakan electron dalam mengelilingi inti bersifat seperti gelombang sesuai dengan hipotesis de Broglie, yang menyatakan bahwa materi bersifat seperti partikel juga bersifat seperti gelombang.Elektron dalam atom bergerak mengelilingi inti sambil bergetar, sehingga menghasilkan gerakan dalam bentuk 3 (tiga) dimensi. Oleh karena itu tidaklah mungkin menentukan posisi serta momentum yang pasti dari electron dalam atom. Sehingga yang dapat ditentukan adalah suatu kebolehjadian menemukan electron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya. Daerah dalam ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian menemukan electron disebut orbital. Oleh karena itu, konsep ini dikenal dengan sebutan konsep orbital. Sedangkan untuk menggambarkan kedudukan atau posisi suatu electron dalam suatu atom digunakan bilangan kuantum.1. Bilangan KuantumMenurut teori atom modern, electron berada dalam orbital dan setiap orbital mempunyai tingkat energi atau bentuk tertentu. Satu atau beberapa orbital yang memiliki tingkat energi sama membentuk subkulit.Untuk menentukan tingkat energi dari electron serta menyatakan kedudukan electron pada suatu orbital digunakan bilangan kuantum. Schrodinger menggunakan tiga bilangan kuantum yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), bilangan kuantum magnetic (m). Ketiga bilangan kuantum ini merupakan bilangan bulat dan sederhana yang memberi petunjuk kebolehjadian diketemukannya electron dalam atom. Sedangkan untuk menyatakan arah perputaran elektron pada sumbunya para ahli menggunakan bilangan kuantum spin (s).a. Bilangan Kuantum Utama (n)Bilangan kuantum utama, diberi lambang dengan huruf n memiliki nilai 1,2,3, …n. Bilangan kuantum ini menyatakan letak suatu electron pada suatu kulit atau lintasannya (nomor kulit).Jika electron terletak di kulit K, maka bilangan kuantum utama, n = 1Jika electron terletak di kulit L, maka bilangan kuantum utama, n = 2Jika electron terletak di kulit M, maka bilangan kuantum utama, n = 3, dan seterusnya.Makin besar harga n, berarti makin jauh letaknya dari inti atom, sehingga tingkat energinya makin tinggi. b. Bilangan Kuantum Azimut (l).Bilangan kuantum azimut, diberi lambing dengan huruf l. Bilangan kuantum azimut adalah bilangan kuantum yang menyatakan letak suatu electron pada orbital atau subkulit.Harga yang dibolehkan untuk bilangan kuantum azimuth adalah, l. = n – 1. Karena nilai n merupakan bilangan bulat dan paling kecil sama dengan satu, maka harga l. juga merupakan bilangan bulat mulai dari 0, 1, 2, 3…, (n-l).Jika l. = 0, maka elektron terletak di subkulit s l. = 1, maka elektron terletak di subkulit p l. = 2, maka elektron terletak di subkulit d l. = 3, maka elektron terletak di subkulit fJika n = 1, maka harga l. = 0 n = 2, maka harga l. = 0 dan atau 1 n = 3, maka harga l. = 0, dan atau 1, dan atau 2c. Bilangan Kuantum Magnetik (m)Bilangan kuantum magnetic (m) menggambarkan orientasi orbital dalam ruang atau orientasi subkulit dalam kulit, atau dengan kata lain menyatakan jumlah orbital dalam ruang. Bilangan kuantum magnetik memiliki harga berupa deret bilangan bulat dari –m melalui 0 sampai dengan +m, dimana hubungan antara m dan l dapat dinyatakan dengan rumus : m = -l s.d. +l.Contoh:untuk harga l. = 0, maka terdiri dari satu harga m (1 orbital), yaitu 0untuk harga l. = 1, maka terdiri dari tiga harga m (3 orbital), yaitu -1, 0, +1untuk harga l. = 2, maka terdiri dari lima harga m(5 orbital), yaitu -2, -1, 0, +1, +2untuk harga l. = 3, maka terdiri dari tujuh harga m (7 orbital), yaitu -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3dan seterusnya. d. Bilangan Kuantum Spin (s). Bilangan kuantum spin dilambangkan dengan huruf s. Bilangan kuantum ini muncul dari hasil pengamatan terhadap sinar dari uap atom-atom perak yang dilewatkan melalui medan magnet yang dilakukan oleh O. Stren dan W. Gerlach. Dari percobaan dapat diketahui bahwa bilangan kuantum spin (s) menyatakan arah perputaran electron pada sumbu orbital, dimana perputaran electron ini akan menimbulkan medan magnet.Jika 2 (dua) electron dalam satu orbital berputar dengan arah yang berlawanan, maka medan magnet yang ditimbulkan akan saling meniadakan, sehingga hanya ada 2 kemungkinan harga bilangan kuantum spin, yaitu + ½ untuk perputaran electron yang searah dengan jarum jam, dan – ½ untuk perputaran electron yang berlawanan dengan arah jarum jam. Sehingga tiap orbital hanya dapat ditempati maksimum oleh 2 buah electron.2. Bentuk OrbitalSebagaimana kita ketahui bahwa electron terletak atau berada dalam suatu orbital. Bentuk orbital menggambarkan kebolehjadian menemukan electron dalam ruang di sekeliling inti. Sedangkan bentuk dan orientasi orbital ditentukan oleh bilangan kuantum. Nilai bilangan kuantum l menentukan bentuk geometris dari awan electron atau8 penyebaran peluang menemukan electron. Hal ini berarti bilangan kuantum l menentukan bentuk orbital. Nilai bilangan kuantum m menunjukkan arah ruang (orientasi) orbital, sedangkan bilangan kuantum s menunjukkan letak/posisi electron. Bentuk orbital untuk tiap sub kulit dapat dijelaskan sebagai berikut.a. Bentuk Orbital sOrbital s memiliki bilangan kuantum l. = 0 dan m = 0, sehingga orbital s tidak memiliki orientasi dalam ruang. Oleh karena orbital s tidak memiliki orientasi, maka bentuk orbital s dinyatakan seperti bola semitris di sekeliling inti, sebagaimana gambar berikut.

b. Bentuk Orbital pOrbital p memiliki bilangan kuantum l. = 1 dan m = -1, 0, +1, sehingga terdapat tiga orbital p sesuai dengan jumlah bilangan kuantum magnetiknya. Bentuk orbital-orbital pada subkulit p mempunyai bentuk bola terpilin. Subkulit p mempunyai 3 orbital px, py dan pz. Ketiga orbital tersebut terletak pada 3 sumbu yang saling berpotongan tegak lurus dan ketiga orbital itu mempunyai tingkat energi yang sama. Adapun bentuk ketiga orbital px, py dan pz dapat digambarkan sebagai berikut.

c. Bentuk Orbital d Pada subkulit d (l.=2) terdapat 5 harga m, yaitu -2, -1, 0, +1, +2, maka terdapat 5 orbital d. Bentuk orbital d terdiri dari lima orbital yaitu dx2-y2, dz2, dxz, dxy, dan dyz, yang dapat digambarkan sebagai berikut.