Teori Atom Mekanika Kuantum
8:00:00 AM
Add Comment
Hipotesis Louis de Broglie
Salah satu kelemahan teori atom Niels Bohr adalah tidak dapat menjelaskan megapa electron hanya boleh berada pada tingkat energy tertentu. Pertanyaan itu baru bias dijelaskan setelah Louis de Broglie, seorang ahli fisika perancis yang mengemukakan gagasannya tentang gelombang materi. Gagasan ini merupakan penerapan lebih luas dari gagasan partikel cahaya yang dikemukakan oleh Max Plank. Kalau cahaya memiliki sifat materi, maka partikel juga memiliki sifat gelombang. Menurut de Broglie gerakan partikel mempunyai cirri- cirri gelombang. Sifat gelombang dari partikel tersebut dinyatakan dalam persamaan :
Dengan : λ = panjang gelombang
h = tetapan plank (6,63 x 10-34 js)
v = kecepatan partikel
m = massa partikel
Hipotesis de Broglie kemudian terbukti kebenarannya ketika ditemukan bahwa electron menunjukkan sifat difraksi seperti hanya sinar X. Sifat gelombang dari electron ini dimanfaatkan pada mikroskop electron.
Secara ringkas inti hipotesis de Broglie :
Gerakan electron bersifat materi da juga bersifat gelombang.
.
Azas ketidakpastian Werner Heisenberg
Berkaitan dengan dualism sifat elektrok seperti yang dikemukakan oleh de Broglie, seorang ahli fisika jerman yaitu Werner Heisenberg menyimpulkan suatu keterbatasan dalam menentukan posisi dan momentum electron dalam atom. Kesimpula Heisenberg dikenal denagn azas ketidakpastian. Menurut Heisenberg tidaklah mungkin menentukn posisi dan momentum electron secara bersamaan dengan ketelitian tinggi sebab jika suatu percobaan dirancang untuk memastikan posisinya maka ketidakpastian momentumnya akan semakin besar. Sebaliknya jika eksperimen dirancang untuk menentukan momentum/ kecepatannya maka ketidakpastian posisi akan semakin besar.
Secara ringkas azas ketidakpastian Heisenberg adalah :
Tidak mungkin menetukan posisi serta momentum electron yang pasti dalam atom. Hal yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian meneumkan electron pada suatu daerah dengan jarak tertentu dari ini atom. Daerah kebolehjadian ini kemudian dikenal dengan orbital.
Model atom mekanika kuantum = Erwin Schrodinger
Hipotesis Louis de Broglie dan azas ketidakpastian Werner Heisenberg merupkan tahan penting dalam penemuan teori atom mekanika kuantum yang sampai saat ini masih digunakan. Teori ini dikemukakan oleh Erwin schrodinger pada tahun 1926 dengan mengajukan sebuah persamaan yang dikenal denga persamaan gelombang schrodinger. Persamaan ini digunakan untuk mendeskripsikan keberadaan electron dalam atom.
Dalam merumuskan persamaan gelombngnya, schrodinger memperhitungkan sift dualisme electron, yaitu sebagai partikel dan sebagai gelombang. Dalam teori mekanika kuantum posisi electron tidak dapat dipastikan. Hal yag dapat dikatakan tentang posisi electron adalah peluang menemukan electron pada setiap titik dalam ruang di sekitar init. Peluang tersebut ditentukan oleh kuadrat fungsi gelombangnya. Daerah dengan peluang paling besar menemukan electron disbut orbital. Istilah orbital ini berbeda dengan orbit yang dikemukakan oleh teori atom Bohr. Orbit adalah lintasan berbentuk lingkaran dengan jari jari tertentu sedangkan orbital menyatakan suatu daerah dalam ruang atom dengan peluang terbesar menemuka electron.
Secara ringkas tetang teori atom mekanika kuantum oleh Schrodinger.
Tidak mungkin mentukan posisi dan momentum electron secara pasti di dalam atom, yang dapat ditentukan adalah daerah kebolehjadian dengan peluang terbesar menemukan electron.
Berdasarkan teori atom mekanika kauntum, maka lahirlah bilangan kuantum yaitu bilangan yang dgunakan untuk menentukan posisi electron dalam atom. Bilangan kauntum ini terdiri dari emapt jenis yaitu bilangan kuantum utama(n), bilangan kuantum azimuth (l), bilangan kuantum magnetic (m) dan bilangan kuantum spin(s).
Mari kita kaji satu persatu
Bilangan kuantum utama (n)
Bilangan kuantum utama melambangkan tingkat energy orbital atau kulit atom. Orbital – orbita denagn nilai bilangan kuantum utama sama berada pada kulit yang sama.
Nilai bilangan kuantum utama (n) = 1,2,3,4 ……
Kulit K L M N O
Bilangan kuantum utama 1 2 3 4 5
Bilangan kuantum azimuth (l)
Bilangan kauntum azimuth menyatakan sub kulit. Bilangan kauntum azimuth dapat memiliki nilai semua bilangan bulat mulai dari 0 samapi (n-1) untuk setiap nilai n.
Nilai l = 0 sampai (n-1)
Untuk n = 1 → nilai l = 0 → subkulit = s
Untuk n = 2 → nilai l = 0 → subkulit = s
= 1 → subkulit = p
Untuk n = 3 → nilai l = 0 → subkulit = s
= 1 → subkulit = p
= 2 → subkulit = d
Sub kulit s p d f
Bilangan kuantum azimuth 0 1 2 3
Coba perhatikan nilai subkulit yang dihasilkan oleh bilangan kuantum utama. Untuk n = 1, nilai l nya hanya ada satu yaitu 0 sebagai subkulit s. Jika n = 2 maka terdapat 2 kelompok sub kulit yaitu s (l=0) dan p (l=1). Berdasarkan hal ini maka kita dapat membuat banyaknya subkulit dari kulit (bilangan kuantum utama) sebagai berikut :
Kulit Nilai n Nilai l Sub kulit
K 1 0 1s
L 2 0, 1 2s, 2p
M 3 0, 1, 2 3s, 3p, 3d
N 4 0, 1, 2, 3 4s, 4p, 4d, 4f
Bilangan kuantum magnetic (m)
Bilangan kuntum magnetic menyatakan orientasi orbital dalam ruang. Bilangan kuantum magnetic dapat memiliki semua nilai bilangan bulat mulai dari – l sampai dengan + l termasuk angka nol.
Nilai m = dari –l ,0 +l
Untuk n = 1 → nilai l = 0 → subkulit = s → m = 0
Untuk n = 2 → nilai l = 0 → subkulit = s → m = 0
= 1 → subkulit = p → m =-1, 0, +1
Untuk n = 3 → nilai l = 0 → subkulit = s → m = 0
= 1 → subkulit = p → m = -1, 0, +1
= 2 → subkulit = d → m = -2, -1, 0 +1, +2
Sub kulit s dilambangkan dengan :
Memiliki 1 orbital dan maksimum 2 elektron
Sub kulit p dilambangkan dengan :
Memiliki 3 orbital dan maksimum 6 elektron
Sub kulit d, dilambangkan dengan:
Memiliki 5 orbital dan maksimum 10 elektron
Sub kulit f, dilambangkan dengan :
Memiliki 7 orbital dan maksimum 14 elektron
Bilangan kuantum spin (s)
Sambil beredar mengelilingi inti, electron juga berputar pada sumbunya. Gerak berputar pada sumbu ini disebut rotasi. Hanya ada dua kemungkinan arah rotasi electron yaitu searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam.
Kedua arah electron yang berbeda itu dinyatakan dengan bilangan kuantum spin(s) dengan nilai s = + ½ dan s = - ½
Download File Pdf
h = tetapan plank (6,63 x 10-34 js)
v = kecepatan partikel
m = massa partikel
Hipotesis de Broglie kemudian terbukti kebenarannya ketika ditemukan bahwa electron menunjukkan sifat difraksi seperti hanya sinar X. Sifat gelombang dari electron ini dimanfaatkan pada mikroskop electron.
Secara ringkas inti hipotesis de Broglie :
Gerakan electron bersifat materi da juga bersifat gelombang.
.
Azas ketidakpastian Werner Heisenberg
Secara ringkas azas ketidakpastian Heisenberg adalah :
Tidak mungkin menetukan posisi serta momentum electron yang pasti dalam atom. Hal yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian meneumkan electron pada suatu daerah dengan jarak tertentu dari ini atom. Daerah kebolehjadian ini kemudian dikenal dengan orbital.
Model atom mekanika kuantum = Erwin Schrodinger
Dalam merumuskan persamaan gelombngnya, schrodinger memperhitungkan sift dualisme electron, yaitu sebagai partikel dan sebagai gelombang. Dalam teori mekanika kuantum posisi electron tidak dapat dipastikan. Hal yag dapat dikatakan tentang posisi electron adalah peluang menemukan electron pada setiap titik dalam ruang di sekitar init. Peluang tersebut ditentukan oleh kuadrat fungsi gelombangnya. Daerah dengan peluang paling besar menemukan electron disbut orbital. Istilah orbital ini berbeda dengan orbit yang dikemukakan oleh teori atom Bohr. Orbit adalah lintasan berbentuk lingkaran dengan jari jari tertentu sedangkan orbital menyatakan suatu daerah dalam ruang atom dengan peluang terbesar menemuka electron.
Secara ringkas tetang teori atom mekanika kuantum oleh Schrodinger.
Tidak mungkin mentukan posisi dan momentum electron secara pasti di dalam atom, yang dapat ditentukan adalah daerah kebolehjadian dengan peluang terbesar menemukan electron.
Berdasarkan teori atom mekanika kauntum, maka lahirlah bilangan kuantum yaitu bilangan yang dgunakan untuk menentukan posisi electron dalam atom. Bilangan kauntum ini terdiri dari emapt jenis yaitu bilangan kuantum utama(n), bilangan kuantum azimuth (l), bilangan kuantum magnetic (m) dan bilangan kuantum spin(s).
Mari kita kaji satu persatu
Bilangan kuantum utama (n)
Bilangan kuantum utama melambangkan tingkat energy orbital atau kulit atom. Orbital – orbita denagn nilai bilangan kuantum utama sama berada pada kulit yang sama.
Nilai bilangan kuantum utama (n) = 1,2,3,4 ……
Kulit K L M N O
Bilangan kuantum utama 1 2 3 4 5
Bilangan kuantum azimuth (l)
Bilangan kauntum azimuth menyatakan sub kulit. Bilangan kauntum azimuth dapat memiliki nilai semua bilangan bulat mulai dari 0 samapi (n-1) untuk setiap nilai n.
Nilai l = 0 sampai (n-1)
Untuk n = 1 → nilai l = 0 → subkulit = s
Untuk n = 2 → nilai l = 0 → subkulit = s
= 1 → subkulit = p
Untuk n = 3 → nilai l = 0 → subkulit = s
= 1 → subkulit = p
= 2 → subkulit = d
Sub kulit s p d f
Bilangan kuantum azimuth 0 1 2 3
Coba perhatikan nilai subkulit yang dihasilkan oleh bilangan kuantum utama. Untuk n = 1, nilai l nya hanya ada satu yaitu 0 sebagai subkulit s. Jika n = 2 maka terdapat 2 kelompok sub kulit yaitu s (l=0) dan p (l=1). Berdasarkan hal ini maka kita dapat membuat banyaknya subkulit dari kulit (bilangan kuantum utama) sebagai berikut :
Kulit Nilai n Nilai l Sub kulit
K 1 0 1s
L 2 0, 1 2s, 2p
M 3 0, 1, 2 3s, 3p, 3d
N 4 0, 1, 2, 3 4s, 4p, 4d, 4f
Bilangan kuantum magnetic (m)
Bilangan kuntum magnetic menyatakan orientasi orbital dalam ruang. Bilangan kuantum magnetic dapat memiliki semua nilai bilangan bulat mulai dari – l sampai dengan + l termasuk angka nol.
Nilai m = dari –l ,0 +l
Untuk n = 1 → nilai l = 0 → subkulit = s → m = 0
Untuk n = 2 → nilai l = 0 → subkulit = s → m = 0
= 1 → subkulit = p → m =-1, 0, +1
Untuk n = 3 → nilai l = 0 → subkulit = s → m = 0
= 1 → subkulit = p → m = -1, 0, +1
= 2 → subkulit = d → m = -2, -1, 0 +1, +2
Sub kulit s dilambangkan dengan :
Sub kulit p dilambangkan dengan :
Sub kulit d, dilambangkan dengan:
Sub kulit f, dilambangkan dengan :
Bilangan kuantum spin (s)
Sambil beredar mengelilingi inti, electron juga berputar pada sumbunya. Gerak berputar pada sumbu ini disebut rotasi. Hanya ada dua kemungkinan arah rotasi electron yaitu searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam.
Kedua arah electron yang berbeda itu dinyatakan dengan bilangan kuantum spin(s) dengan nilai s = + ½ dan s = - ½
0 Response to "Teori Atom Mekanika Kuantum"
Post a Comment