Teori atom Bohr cukup berhasil dalam menjelaskan gejala spektrum atom hidrogen, bahkan dapat menentukan jari-jari atom hidrogen dan tingkat energi atom hidrogen pada keadaan dasar berdasarkan postulat momentum sudut elektron. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, ditemukan fakta-fakta baru yang menunjukkan adanya kelemahan pada teori atom Bohr. Oleh karena itu, dikembangkan teori atom mekanika kuantum.
1. Teori Atom Bohr
Sebagaimana telah Anda ketahui, teori atom Bohr didasarkan pada empat postulat sebagai berikut.
a. Elektron-elektron dalam mengelilingi inti atom berada pada tingkat-tingkat energi atau orbit tertentu. Tingkat-tingkat energi ini dilambangkan dengan n=1, n=2, n=3, dan seterusnya. Bilangan bulat ini dinamakan bilangan kuantum (perhatikan Gambar 1.). elektron Gambar 1. Menurut Bohr, elektron berada pada tingkat energi tertentu. Jika elektron turun ke tingkat energi yang lebih rendah, akan disertai emisi cahaya dengan spketrum yang khas. b. Selama elektron berada pada tingkat energi tertentu, misalnya n=1, energi elektron tetap. Artinya, tidak ada energi yang diemisikan (dipancarkan) maupun diserap. c. Elektron dapat beralih dari satu tingkat energi ke tingkat energi lain disertai perubahan energi. Besarnya perubahan energi sesuai dengan persamaan Planck, ΔE=hv. d. Tingkat energi elektron yang dibolehkan memiliki momentum sudut tertentu. Besar momen tum sudut ini merupakan kelipatan dari h/2p atau nh/2p, n adalah bilangan kuantum dan h tetapan Planck.
a. Peralihan Antar Tingkat Energi
Model atom Bohr dapat menerangkan spektrum atom hidrogen secara memuaskan. Menurut Bohr, cahaya akan diserap atau diemisikan dengan frekuensi tertentu (sesuai persamaan Planck) melalui peralihan elektron dari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lain. Jika atom hidrogen menyerap energi dalam bentuk cahaya maka elektron akan beralih ke tingkat energi yang lebih tinggi. Sebaliknya, jika atom hidrogen mengemisikan cahaya maka elektron akan beralih ke tingkat energi yang lebih rendah.
Pada keadaan stabil, atom hidrogen memiliki energi terendah, yakni elektron berada pada tingkat energi dasar (n=1). Jika elektron menghuni n>1, dinamakan keadaan tereksitasi. Keadaan tereksitasi ini tidak stabil dan terjadi jika atom hidrogen menyerap sejumlah energi. Atom hidrogen pada keadaan tereksitasi tidak stabil sehingga energi yang diserap akan diemisikan kembali menghasilkan garis-garis spektrum (perhatikan Gambar 2). Lampu hidrogen Gambar 2. Lampu hidrogen dialiri listrik hingga menyala. Cahaya dari nyala lampu dilewatkan kepada prisma melalui celah menghasilkan spektrum garis yang dapat dideteksi dengan pelat film. Kemudian, elektron akan turun ke tingkat energi yang lebih rendah. Nilai energi yang diserap atau diemisikan dalam transisi elektron bergantung pada transisi antartingkat energi elektron.
Orbital s Orbital yang paling sederhana adalah orbital s. Setiap subkulit s terdiri atas 1 buah orbital yang berisi 2 elektron. Orbital s berbentuk bola simetri yang menunjukkan bahwa elektron memiliki kerapatan yang sama, jika jarak dari inti atom juga sama. Semakin jauh letak elektron dari inti atom, kerapatannya semakin rendah. Nilai bilangan kuantum utama suatu orbital memengaruhi ukuran orbital. Semakin besar nilai bilangan kuantum utama, ukuran orbitalnya juga semakin besar.
bentuk orbital s Gambar 2. Bentuk orbital s. b. Orbital p Bentuk orbital p seperti balon terpilin (cuping-dumbbell). Kepadatan elektron tidak tersebar merata, melainkan terkonsentrasi dalam dua daerah yang terbagi sama besar dan terletak pada dua sisi berhadapan dari inti yang terletak di tengah.
Subkulit p terdiri atas 3 orbital, tiap orbital mempunyai bentuk yang sama. Perbedaan ketiga orbital terletak pada arah, di mana terkonsentrasinya kepadatan elektron. Biasanya orbital p digambarkan menggunakan satu kumpulan sumbu x, y, dan z, sehingga diberi tanda px, py dan pz. bentuk orbital px py pz Gambar 3. Bentuk orbital px py pz. Pada subkulit p ini terdapat 3 nilai m (–1, 0, +1) sehingga terdapat 3 orientasi yang satu dan lainnya membentuk sudut 90 o. [1] bentuk orbotal p Gambar 4. Orbital p digambar menggunakan satu kumpulan sumbu xyz. c. Orbital d
Orbital d memiliki 5 orbital dengan bentuk yang kompleks dan orientasi yang berbeda. Empat orbital pertama memiliki bentuk yang sama, sedangkan satu orbital memiliki bentuk yang berbeda. Kelima orbital itu adalah dxy, dxz, dyz, dx2y2, dan dz2. Untuk lebih jelas, perhatikan gambaran orbital subkulit d di bawah ini. bentuk orbital d Gambar 5. bentuk orbital dxy, dxz, dyz, dx2y2, dan dz2 Setiap orbital mempunyai 4 “lobe” kepadatan elektron. Adapun perbedaannya terletak pada arah berkumpulnya kepadatan elektron. Sementara itu, satu orbital lagi mempunyai bentuk berbeda, tetapi memiliki energi yang sama dengan keempat orbital d lainnya. d. Orbital f
Orbital f mempunyai bentuk orbital yang lebih rumit dan lebih kompleks daripada orbital d. Setiap subkulit f mempunyai 7 orbital dengan energi yang setara. bentuk orbital f Gambar 6. Bentuk orbital f. [3] Orbital f (mempunyai 7 orbital) dan dikelompokan menjadi tiga kelompok, yaitu : [1] 1) kelompok pertama : fxyz 2) kelompok kedua : fx(z2 - y2), fy(z2 - x2), fz(x2 - y2) 3) kelompok ketiga : fx3, fy3, fz3
Orbital ini hanya digunakan untuk unsur-unsur transisi yang letaknya lebih dalam.
dangan kemungkinan terbesar ditemukan elektron disebut orbital. Orbital digambarkan berupa awan, yang tebal tipisnya menyatakan besar kecilnya kemungkinan ditemukan elektron di daerah tersebut. Kemudian Werner Heisenberg mengemukakan bahwa metode eksperimen yang digunakan untuk menemukan posisi atau momentum suatu partikel seperti elektron dapat menyebabkan perubahan, baik pada posisi, momentum atau keduanya.
fungsi gelombang electron dalam suatu atom.Karena kebolehjadian menemukan elektron dalam orbital molekul sebandingdengan kuadrat fungsi gelombang, peta elektron nampak seperti fungsigelombang. Suatu fungsi gelombang mempunyai daerah beramplitudopositif dan negatif yang disebut cuping (lobes). Tumpang tindih cuping positif dengan positif atau negatif dengan negatif dalam molekul akan memperkuatsatu sama lain membentuk ikatan, tetapi cuping positif dengan negatif akanmeniadakan satu sama lain tidak membentuk ikatan. Besarnya efekinterferensi ini mempengaruhi besarnya integral tumpang tindih dalam kimiakuantum.Dalam pembentukan molekul, orbital atom bertumpang tindihmenghasilkan orbital molekul yakni fungsi gelombang elektron dalammolekul. Jumlah orbital molekul adalah jumlah atom dan orbital molekul inidiklasifikasikan menjadi orbital molekul ikatan, non-ikatan, atau antiikatansesuai dengan besarnya partisipasi orbital itu dalam ikatan antar atom.Kondisi pembentukan orbital molekul ikatan adalah sebagai berikut. Syaratpembentukan orbital molekul ikatan(1) Cuping orbital atom penyusunnya cocok untuk tumpang tindih.(2) Tanda positif atau negatif cuping yang bertumpang tindih sama.(3) Tingkat energi orbital-orbital atomnya dekat.
Teori apa yang mencetuskan orbital s, p, d, f? Mohon penjelasannya
BalasHapusTeori Atom Modern
BalasHapusTeori atom Bohr cukup berhasil dalam menjelaskan gejala spektrum atom hidrogen, bahkan dapat menentukan jari-jari atom hidrogen dan tingkat energi atom hidrogen pada keadaan dasar berdasarkan postulat momentum sudut elektron. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, ditemukan fakta-fakta baru yang menunjukkan adanya kelemahan pada teori atom Bohr. Oleh karena itu, dikembangkan teori atom mekanika kuantum.
1. Teori Atom Bohr
Sebagaimana telah Anda ketahui, teori atom Bohr didasarkan pada empat postulat sebagai berikut.
a. Elektron-elektron dalam mengelilingi inti atom berada pada tingkat-tingkat energi atau orbit tertentu. Tingkat-tingkat energi ini dilambangkan dengan n=1, n=2, n=3, dan seterusnya. Bilangan bulat ini dinamakan bilangan kuantum (perhatikan Gambar 1.).
elektron
Gambar 1. Menurut Bohr, elektron berada pada tingkat energi tertentu. Jika elektron turun ke tingkat energi yang lebih rendah, akan disertai emisi cahaya dengan spketrum yang khas.
b. Selama elektron berada pada tingkat energi tertentu, misalnya n=1, energi elektron tetap. Artinya, tidak ada energi yang diemisikan (dipancarkan) maupun diserap.
c. Elektron dapat beralih dari satu tingkat energi ke tingkat energi lain disertai perubahan energi. Besarnya perubahan energi sesuai dengan persamaan Planck, ΔE=hv.
d. Tingkat energi elektron yang dibolehkan memiliki momentum sudut tertentu. Besar momen tum sudut ini merupakan kelipatan dari h/2p atau nh/2p, n adalah bilangan kuantum dan h tetapan Planck.
a. Peralihan Antar Tingkat Energi
Model atom Bohr dapat menerangkan spektrum atom hidrogen secara memuaskan. Menurut Bohr, cahaya akan diserap atau diemisikan dengan frekuensi tertentu (sesuai persamaan Planck) melalui peralihan elektron dari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lain. Jika atom hidrogen menyerap energi dalam bentuk cahaya maka elektron akan beralih ke tingkat energi yang lebih tinggi. Sebaliknya, jika atom hidrogen mengemisikan cahaya maka elektron akan beralih ke tingkat energi yang lebih rendah.
Pada keadaan stabil, atom hidrogen memiliki energi terendah, yakni elektron berada pada tingkat energi dasar (n=1). Jika elektron menghuni n>1, dinamakan keadaan tereksitasi. Keadaan tereksitasi ini tidak stabil dan terjadi jika atom hidrogen menyerap sejumlah energi. Atom hidrogen pada keadaan tereksitasi tidak stabil sehingga energi yang diserap akan diemisikan kembali menghasilkan garis-garis spektrum (perhatikan Gambar 2).
Lampu hidrogen
Gambar 2. Lampu hidrogen dialiri listrik hingga menyala. Cahaya dari nyala lampu dilewatkan kepada prisma melalui celah menghasilkan spektrum garis yang dapat dideteksi dengan pelat film.
Kemudian, elektron akan turun ke tingkat energi yang lebih rendah. Nilai energi yang diserap atau diemisikan dalam transisi elektron bergantung pada transisi antartingkat energi elektron.
Apakah orbital elektron hanya S,P,D,F atau masih ada elektron yang lain? Tolong anda jelaskan
BalasHapussepengetahuan saya orbital hanya cuman ada s,p,d,f tidak ada lagi orbital selain s,p,d,f
HapusSelamat pagi..
BalasHapusTolong anda jelaskan perbedaan dari s, p, d f?
Orbital s
HapusOrbital yang paling sederhana adalah orbital s. Setiap subkulit s terdiri atas 1 buah orbital yang berisi 2 elektron. Orbital s berbentuk bola simetri yang menunjukkan bahwa elektron memiliki kerapatan yang sama, jika jarak dari inti atom juga sama. Semakin jauh letak elektron dari inti atom, kerapatannya semakin rendah. Nilai bilangan kuantum utama suatu orbital memengaruhi ukuran orbital. Semakin besar nilai bilangan kuantum utama, ukuran orbitalnya juga semakin besar.
bentuk orbital s
Gambar 2. Bentuk orbital s.
b. Orbital p
Bentuk orbital p seperti balon terpilin (cuping-dumbbell). Kepadatan elektron tidak tersebar merata, melainkan terkonsentrasi dalam dua daerah yang terbagi sama besar dan terletak pada dua sisi berhadapan dari inti yang terletak di tengah.
Subkulit p terdiri atas 3 orbital, tiap orbital mempunyai bentuk yang sama. Perbedaan ketiga orbital terletak pada arah, di mana terkonsentrasinya kepadatan elektron. Biasanya orbital p digambarkan menggunakan satu kumpulan sumbu x, y, dan z, sehingga diberi tanda px, py dan pz.
bentuk orbital px py pz
Gambar 3. Bentuk orbital px py pz.
Pada subkulit p ini terdapat 3 nilai m (–1, 0, +1) sehingga terdapat 3 orientasi yang satu dan lainnya membentuk sudut 90 o. [1]
bentuk orbotal p
Gambar 4. Orbital p digambar menggunakan satu kumpulan sumbu xyz.
c. Orbital d
Orbital d memiliki 5 orbital dengan bentuk yang kompleks dan orientasi yang berbeda. Empat orbital pertama memiliki bentuk yang sama, sedangkan satu orbital memiliki bentuk yang berbeda. Kelima orbital itu adalah dxy, dxz, dyz, dx2y2, dan dz2.
Untuk lebih jelas, perhatikan gambaran orbital subkulit d di bawah ini.
bentuk orbital d
Gambar 5. bentuk orbital dxy, dxz, dyz, dx2y2, dan dz2
Setiap orbital mempunyai 4 “lobe” kepadatan elektron. Adapun perbedaannya terletak pada arah berkumpulnya kepadatan elektron. Sementara itu, satu orbital lagi mempunyai bentuk berbeda, tetapi memiliki energi yang sama dengan keempat orbital d lainnya.
d. Orbital f
Orbital f mempunyai bentuk orbital yang lebih rumit dan lebih kompleks daripada orbital d. Setiap subkulit f mempunyai 7 orbital dengan energi yang setara.
bentuk orbital f
Gambar 6. Bentuk orbital f. [3]
Orbital f (mempunyai 7 orbital) dan dikelompokan menjadi tiga kelompok, yaitu : [1]
1) kelompok pertama : fxyz
2) kelompok kedua : fx(z2 - y2), fy(z2 - x2), fz(x2 - y2)
3) kelompok ketiga : fx3, fy3, fz3
Orbital ini hanya digunakan untuk unsur-unsur transisi yang letaknya lebih dalam.
Apakah ada kemungkinan ditemukannya orbital selain s, p, d, dan f ?
BalasHapusdangan kemungkinan terbesar ditemukan elektron disebut orbital. Orbital digambarkan berupa awan, yang tebal tipisnya menyatakan besar kecilnya kemungkinan ditemukan elektron di daerah tersebut. Kemudian Werner Heisenberg mengemukakan bahwa metode eksperimen yang digunakan untuk menemukan posisi atau momentum suatu partikel seperti elektron dapat menyebabkan perubahan, baik pada posisi, momentum atau keduanya.
HapusVidionya menarik, ada hal yang ingin saya tanyakan, jelaskan fungsi gelombang elektron dalam molekul..
BalasHapusfungsi gelombang electron dalam suatu atom.Karena kebolehjadian menemukan elektron dalam orbital molekul sebandingdengan kuadrat fungsi gelombang, peta elektron nampak seperti fungsigelombang. Suatu fungsi gelombang mempunyai daerah beramplitudopositif dan negatif yang disebut cuping (lobes). Tumpang tindih cuping positif dengan positif atau negatif dengan negatif dalam molekul akan memperkuatsatu sama lain membentuk ikatan, tetapi cuping positif dengan negatif akanmeniadakan satu sama lain tidak membentuk ikatan. Besarnya efekinterferensi ini mempengaruhi besarnya integral tumpang tindih dalam kimiakuantum.Dalam pembentukan molekul, orbital atom bertumpang tindihmenghasilkan orbital molekul yakni fungsi gelombang elektron dalammolekul. Jumlah orbital molekul adalah jumlah atom dan orbital molekul inidiklasifikasikan menjadi orbital molekul ikatan, non-ikatan, atau antiikatansesuai dengan besarnya partisipasi orbital itu dalam ikatan antar atom.Kondisi pembentukan orbital molekul ikatan adalah sebagai berikut. Syaratpembentukan orbital molekul ikatan(1) Cuping orbital atom penyusunnya cocok untuk tumpang tindih.(2) Tanda positif atau negatif cuping yang bertumpang tindih sama.(3) Tingkat energi orbital-orbital atomnya dekat.
Hapus