HYDROGEN ATOM SPECTRUMCahaya yang dihasilkan oleh atom-atom gas hidrogen dan dianalisa dengan spektrometer membentuk spektrum garis yaitu terdiri warna merah (656 nm)-hijau (486 nm)-biru (434 nm)-ungu (410 nm).TEORI KUANTUM MAX PLANCKTahun 1900 Max Planck mengajukan teori kuantum yang pada dasarnya merupakan gagasan tentang partikel gelombang, menurut Max Planck radiasi elektromagnet bersifat diskrit, terdiri dari paket-paket kecil (kuanta) atau partikel. Gagasan Max Planck ini bertentangan dengan teori fisika klasik yang menganggap radiasi elektromagnet sebagi gelombang kontinu, tidak merupakan partikel.
MENU UTAMA
MENU UTAMA
MENU UTAMA
MENU UTAMA
Einstein mendukung gagasan max Planck dan menamai partikel radiasi tersebut dengan foton. Setiap foton mempunyai energi tertentu yang bergantung pada frekuensi atau panjang gelombangnya.
E = h x f atau E = h x
c
E = energi radiasi h = tetapan Planck = 6,63 . 10-34 J detmakin besar panjang gelombang makin kecil energinya.Diantara sinar tampak, sinar ungu mempunyai energi terbesar.
MENU UTAMA
Bohr’s Atomic ModelBerdasarkan teori atom Rutherford dan teori kuantum Planck, Bohr mengajukan postulat tentang model atom, yaitu:a.Elektron-elektron dalam suatu atom mengelilingi inti pada lintasan tertentu yang disebut lintasan stasioner. Pada lintasan ini, elektron tidak menyerap atau melepaskan energi.
b. Elektron akan melepaskan energi (berupa foton) jika elektron tersebut berpindah ke lintasan yang lebih rendah tingkat energinya, dan elektron akan menyerap energi jika berpindah ke lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi (lintasan lebih luar).
MENU UTAMA
QUANTUM MECHANICS THEORYThe Bohr’s atomic theory was developed and corected by
other scientists and finally there obtained (diperoleh) a modern atomic theory known as quantum mechancs theory. The followings are explanations about the quantum mechanics theory initiated (diawali) by de Broglie wave and Heisenberg uncertainty principle.
1. Tahun 1923 seorang fisikawan Perancis, Louis De Broglie mengusulkan bahwa elektron mempunyai sifat gelombang dan sebagai partikel. De Broglie menghitung bahwa setiap partikel mempunyai panjang gelombang yang sama dengan konstanta plank (h) yang dibagi dengan momentum partikel (p).
Teori Kuantum Modern memiliki tiga dasar:1. Sifat gelombang materi yang dikembangkan oleh De
Broglie (1924)2. Persamaan gelombang yang dikembangkan oleh
Schrodinger (1927)3. Prinsip ketidakpastian yang dikembangkan oleh
Heisenberg (1927).
MENU UTAMA
Planck dan Einstein menyatakan Planck dan Einstein menyatakan
bahwa radiasi energi selain bahwa radiasi energi selain
bersifat gelombang juga bersifat bersifat gelombang juga bersifat
partikel. partikel.
Louis de Broglie mengemukakan Louis de Broglie mengemukakan
teorinya bahwa materi yang teorinya bahwa materi yang
bergerak selalu disertai bergerak selalu disertai
gelombang. Jadi, partikel selain gelombang. Jadi, partikel selain
bersifat materi juga dapat bersifat materi juga dapat
bersifat gelombang. bersifat gelombang.
Bentuk gelombang yang merupakan radiasi dari energi
Werner Heisenberg (1927) membuktikan bahwa kedudukan Werner Heisenberg (1927) membuktikan bahwa kedudukan
partikel seperti elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti partikel seperti elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti
pada saat yang sama. Konsep Heisenberg itu dikenal sebagai pada saat yang sama. Konsep Heisenberg itu dikenal sebagai
konsep ketidakpastian Heisenberg. konsep ketidakpastian Heisenberg.
Elektron tidak mungkin mempunyai orbit (kulit) yang pasti dalam Elektron tidak mungkin mempunyai orbit (kulit) yang pasti dalam
mengelilingi inti, yang mungkin dapat ditentukan adalah mengelilingi inti, yang mungkin dapat ditentukan adalah
kebolehjadian menemukan elektron di daerah tertentu dalam kebolehjadian menemukan elektron di daerah tertentu dalam
atom. Daerah atau ruang tempat elektron dapat ditemukan atom. Daerah atau ruang tempat elektron dapat ditemukan
disebut orbital. Orbital merupakan tingkat energi tertentu dalam disebut orbital. Orbital merupakan tingkat energi tertentu dalam
atom. Besar, bentuk, dan kedudukan dalam ruang suatu orbital atom. Besar, bentuk, dan kedudukan dalam ruang suatu orbital
ditentukan berdasarkan teori mekanika gelombang atau ditentukan berdasarkan teori mekanika gelombang atau
mekanika kuantum. mekanika kuantum.
Untuk menentukan kedudukan atau posisi elektron dalam atom Untuk menentukan kedudukan atau posisi elektron dalam atom
secara teoretis dilakukan dengan menggunakan bilangan secara teoretis dilakukan dengan menggunakan bilangan
kuantum. kuantum.
Ada empat bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama Ada empat bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama
((nn), bilangan kuantum azimut (l), bilangan kuantum magnetik ), bilangan kuantum azimut (l), bilangan kuantum magnetik
((mm), dan bilangan kuantum spin (), dan bilangan kuantum spin (ss). ).
Bilangan kuantum utama, azimut, dan magnetik menyatakan Bilangan kuantum utama, azimut, dan magnetik menyatakan
posisi suatu elektron dalam atom, sedangkan bilangan kuantum posisi suatu elektron dalam atom, sedangkan bilangan kuantum
spin menyatakan arah putaran elektron.spin menyatakan arah putaran elektron.
Elektron berada pada tingkat energi tertentu. Bilangan kuantum Elektron berada pada tingkat energi tertentu. Bilangan kuantum
utama (utama (nn) menyatakan di tingkat energi utama (kulit) mana ) menyatakan di tingkat energi utama (kulit) mana
elektron berada. Nilai n dari bilangan kuantum utama adalah elektron berada. Nilai n dari bilangan kuantum utama adalah
satu sampai dengan tujuh. satu sampai dengan tujuh. Jumlah Elektron Maksimal pada Tingkat Energi Utama (Kulit)Jumlah Elektron Maksimal pada Tingkat Energi Utama (Kulit)
Bilangan kuantum azimut menyatakan di subkulit mana elektron Bilangan kuantum azimut menyatakan di subkulit mana elektron
berada. Orbital dinyatakan dalam lambang berada. Orbital dinyatakan dalam lambang ss untuk untuk ll = 0, = 0, pp untuk untuk
ll = 1, = 1, dd untuk untuk ll = 2, dan = 2, dan ff untuk untuk ll = 3. Banyaknya orbital pada = 3. Banyaknya orbital pada
tiap tingkat energi utama (kulit) sesuai dengan harga n. Harga l tiap tingkat energi utama (kulit) sesuai dengan harga n. Harga l
dimulai dari 0 sampai dengan dimulai dari 0 sampai dengan nn–1. –1. Bilangan Kuantum Azimut pada Tingkat Energi UtamaBilangan Kuantum Azimut pada Tingkat Energi Utama
Bilangan kuantum magnetik menyatakan di orbital mana Bilangan kuantum magnetik menyatakan di orbital mana
elektron berada. Nilai bilangan kuantum magnetik (elektron berada. Nilai bilangan kuantum magnetik (mm) )
tergantung pada harga bilangan kuantum azimut (tergantung pada harga bilangan kuantum azimut (ll), yaitu dari ), yaitu dari
– – ll sampai dengan + sampai dengan + ll . Orbital biasanya digambarkan dalam . Orbital biasanya digambarkan dalam
bentuk segi empat.bentuk segi empat.1.1. Orbital Orbital ss ( (ll = 0) mempunyai harga = 0) mempunyai harga mm
= 0. Artinya, orbital s hanya ada satu.= 0. Artinya, orbital s hanya ada satu.
2.2. Orbital Orbital pp ( (ll = 1) mempunyai harga = 1) mempunyai harga mm
= –1, 0, +1. Artinya, orbital p ada tiga. = –1, 0, +1. Artinya, orbital p ada tiga.
Ketiga orbital itu mempunyai tingkat Ketiga orbital itu mempunyai tingkat
energi yang sama.energi yang sama.
3.3. Orbital Orbital dd ( (ll = 2) mempunyai harga = 2) mempunyai harga mm
= –2, –1, 0, +1, +2. Artinya, orbital d ada = –2, –1, 0, +1, +2. Artinya, orbital d ada
lima yang tingkat energinya sama.lima yang tingkat energinya sama.
4.4. Orbital Orbital ff ( (ll = 3) mempunyai harga = 3) mempunyai harga mm
= –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3. Artinya orbital = –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3. Artinya orbital
ff ada tujuh, yang memiliki tingkat energi ada tujuh, yang memiliki tingkat energi
yang sama.yang sama.
Bilangan Kuantum Magnetik (Bilangan Kuantum Magnetik (mm) pada Orbital () pada Orbital (ll))
Bilangan kuantum spin menyatakan ke arah mana elektron Bilangan kuantum spin menyatakan ke arah mana elektron
berputar. berputar.
Jika arah putaran berlawanan maka elektron akan berlaku Jika arah putaran berlawanan maka elektron akan berlaku
sebagai kutub magnet yang berlawanan, jadi akan tarik-menarik. sebagai kutub magnet yang berlawanan, jadi akan tarik-menarik.
Jika arah putaran searah maka elektron akan tolak-menolak, Jika arah putaran searah maka elektron akan tolak-menolak,
sehingga satu orbital maksimal hanya berisi dua elektron. sehingga satu orbital maksimal hanya berisi dua elektron.
Masing-masing elektron mempunyai harga Masing-masing elektron mempunyai harga ss = (searah jarum = (searah jarum
jam) dan jam) dan ss = (berlawanan arah jarum jam). = (berlawanan arah jarum jam).
1
2
1
2
Elektron di dalam orbital digambarkan dengan anak panah, yang Elektron di dalam orbital digambarkan dengan anak panah, yang
dikenal dengan diagram orbital. dikenal dengan diagram orbital.
Harga s = digambarkan dengan anak panah ke atas: Harga s = digambarkan dengan anak panah ke atas:
Harga s = digambarkan dengan anak panah ke bawah: Harga s = digambarkan dengan anak panah ke bawah:
Jika orbital terisi penuh elektron maka digambarkan dengan Jika orbital terisi penuh elektron maka digambarkan dengan
anak panah ke atas dan ke bawah: .anak panah ke atas dan ke bawah: .
1
2
1
2
1
2
1
2
Satu orbital maksimal berisi dua elektron maka:
– orbital s maksimal berisi 2 elektron:
– orbital p maksimal berisi 6 elektron:
– orbital d maksimal berisi 10 elektron:
– orbital f maksimal berisi 14 elektron:
Salah satu dari 7 orbital f
MENU UTAMA
MENU UTAMA
Bentuk-bentuk orbital Bentuk-bentuk orbital ss
Orbital 2Orbital 2ssOrbital 1Orbital 1ss
Orbital p
MENU UTAMA
Orbital d
MENU UTAMA
Asas aufbau Asas aufbau
menyatakan bahwa menyatakan bahwa
pengisian elektron pada pengisian elektron pada
orbital dimulai dari orbital dimulai dari
tingkat energi terendah tingkat energi terendah
ke tingkat energi yang ke tingkat energi yang
lebih tinggi. lebih tinggi.
Orbital s mempunyai Orbital s mempunyai
tingkat energi terendah tingkat energi terendah
dan berturut-turut makin dan berturut-turut makin
tinggi untuk orbital tinggi untuk orbital pp, , dd, ,
dan dan ff. .
Asas larangan Pauli menyatakan bahwa tidak mungkin dalam Asas larangan Pauli menyatakan bahwa tidak mungkin dalam
satu atom ada dua elektron yang harga keempat bilangan satu atom ada dua elektron yang harga keempat bilangan
kuantumnya sama.kuantumnya sama.
Contoh:Contoh:
Li (n.a Na = 3): Elektron pertama dan kedua dari atom litium
mempunyai harga keempat bilangan kuantum yang sama
dengan elektron pertama dan elektron kedua helium. Bilangan
kuantum elektron ketiga litium adalah sebagai berikut.
n = 2 m = 0
l = 0 s =
1
2
Menurut kaidah Hund, pengisian elektron pada orbital-orbital Menurut kaidah Hund, pengisian elektron pada orbital-orbital
yang tingkat energinya sama, elektron tidak berpasangan yang tingkat energinya sama, elektron tidak berpasangan
terlebih dahulu sebelum orbital-orbital lainnya masing-masing terlebih dahulu sebelum orbital-orbital lainnya masing-masing
terisi satu elektron.terisi satu elektron.
Contoh:Contoh:
C (n.a C = 6):C (n.a C = 6):
N (n.a N = 7):N (n.a N = 7):
Blok pada tabel periodik bentuk panjang