Teori Atom Mekanika Kuantum Dan Atom Bohr


TEORI ATOM BOHR DAN MEKANIKA KUANTUM

A.     Atom Bohr
Dilihat dari kandungan energi elektron, ternyata model atom Rutherford mempunyai kelemahan. Ketika elektron-elektron mengelilingi inti atom, mereka mengalami percepatan terus-menerus, sehingga elektron harus membebaskan energi. Lama kelamaan energi yang dimiliki oleh elektron makin berkurang dan elektron akan tertarik makin dekat ke arah inti, sehingga akhirnya jatuh ke dalam inti. Tetapi pada kenyataannya, seluruh elektron dalam atom tidak pernah jatuh ke inti. Jadi, model atom nuklir Rutherford harus disempurnakan.

Dua tahun berikutnya, yaitu pada tahun 1913, seorang ilmuwan dari Denmark yang bernama Niels Henrik David Bohr (1885-1962) menyempurnakan model atom Rutherford.
Model atom yang diajukan Bohr dikenal sebagai model atom Rutherford-Bohr, yang dapat diterangkan sebagai berikut.
1.     Elektron-elektron dalam atom hanya dapat melintasi lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit-kulit atau tingkat-tingkat energi.

2.     Elektron yang beredar pada lintasannya tidak memancarkan energi, lintasan elektron ini disebut lintasan / keadaan stasioner.

3.               Kedudukan elektron dalam kulit-kulit, tingkat-tingkat energi dapat disamakan dengan kedudukan seseorang yang berada pada anak-anak tangga. Seseorang hanya dapat berada pada anak tangga pertama, kedua, ketiga, dan seterusnya, tetapi ia tidak mungkin berada di antara anak tangga-anak tangga tersebut.

Apabila elektron dengan tingkat energi rendah pindah ke lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi maka elektron akan menyerap energi, peristiwa ini disebut eksitasi. Sebaliknya, apabila elektron pindah dari lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi ke lintasan dengan tingkat energi lebih rendah maka elektron akan memancarkan energi, peristiwa ini disebut deeksitasi. Baik eksitasi maupun deeksitasi disebut peristiwa transisi elektron. Energi yang diserap atau dipancarkan pada peristiwa transisi elektron ini dinyatakan dengan persamaan:
ΔE = hv

Keterangan:

ΔE = perbedaan tingkat energi
h = tetapan Planck = 6,6 × 10–34 J/s
v = frekuensi radiasi

4.     Energi yang dipancarkan/diserap ketika terjadi transisi elektron terekam sebagai spektrum atom.
Menjawab kelemahan dalam model atom Rutherford dengan mengaplikasikan teori kuantum.
Menerangkan dengan jelas garis spektrum pancaran (emisi) atau serapan (absorpsi) dari atom hidrogen.
Terjadi penyimpangan untuk atom yang lebih besar dari hidrogen.
Tidak dapat menerangkan efek Zaeman, yaitu spektrum atom yang lebih rumit apabila atom ditempatkan pada medan magnet.
B.    Teori Atom Mekanika Kuantum
Teori Atom Mekanika Kuantum didasarkan pada dualisme sifat elektron yaitu sebagai gelombang dan sebagai partikel.
Menurut de Broglie, cahaya dapat berperilaku sebagai materi dan berperilaku sebagai gelombang (dikenal dengan istilah dualisme gelombang partikel). Menurut Heisenberg, tidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi elektron secara bersamaan, tetapi yang dapat ditentukan hanyalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.
Erwin Schrodinger mengajukan teori yang disebut teori atom mekanika kuantum ”Kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti yang dapat ditentukan adalah kemungkinan menemukna elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom”.
Daerah 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.
Teori Schrodinger dan prinsip ketidakpastian Heisenberg melahirkan model atom mekanika kuantum sebagai berikut:
1.     Posisi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti.
2.     Atom mempunyai kulit elektron.
3.     Setiap kulit elektron memiliki subkulit elektron.
4.     Setiap subkulit elektron memiliki sub-sub kulit elektron.
a)      Bilangan Kuantum
Untuk menyatakan kedudukan, bentuk, serta orientasi suatu orbital digunakan empat bilangan kuantum, sebagai berikut Bilangan kuantum utama (n)
Menyatakan tingkat energi utama/ kulit atom Bilangan kuantum utama paling banyak ditempati oleh 2n2 elektron (n = jumlah kulit). Ex : Jumlah elektron maksimum yang ditempati kulit N adalah 2n2 = 2.(42) = 32 elektron.
Bilangan Kuantum Azimut (l)
Menyatakan subkulit tempat elektron berada. Nilai bilangan Azimut yaitu dari 0 sampai (n-1). Nilai l = 0, 1, 2, …(n–1′)
Ex : Tentukan notasi elektron, apabila diketahui elektron menempati: Kulit n = 1 dan subkulit = 0
Jawab : Kulit n = 1
Subkulit = 0, menunjukkan subkulit s
Sehingga, notasi elektronnya adalah 1s
Bilangan Kuantum magnetik (m)
Menyatakan orbital mana yang ditempati elektron pada suatu subkulit.
Bilangan Kuantum Spins (s)
Menyatakan ke arah mana elektron beredar. Selain mengutari inti elektron berputar pada sumbunya. Ada 2 kemungkinan arah rotasi elektron, yaitu
v  s =   + ½ , digambarkan dengan tanda panah ke atas ↑ (searah jarum jam)
v  s = -½, digambarkan dengan tanda panah ke bawah ↓ (berlawanan arah jarum jam)
b)      Bentuk Orbital
Bentuk orbital bergantung pada bilangan kuantum azimut (l). Orbital dengan bilangan kuantum azimut yang sama akan mempunyai bentuk yang sama.
Orbital s
Bentuk orbital subkulit s seperti bola, di manapun elektron beredar akan mempunyai jarak yang sama terhadap inti
Orbital p
Rapatan elektron terdistribusi pada bagian yang saling berlawanan dengan inti atom.inti terletak pada simpul dengan kerapatan elektron adalah nol. Orbital p mempunyai bentuk seperti balon terpilin. Dengan memiliki 3 harga m (-1, 0, +1), maka orbital p ada 3 macam yaitu px, py, pz
Orbital d
Subkulit d mempunyai 5 orbital , yaitu dxy, dzx, dyz, dx2, dx2– y2.
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. Orbital ini hanya digunakan untuk unsur-unsur transisi yang letaknya lebih dalam.
c)  Konfigurasi elektron
Konfigurasi elektron menggambarkan distribusi elektron dalam orbital atom. Elektron tersusun dalam atom menurut tiga aturan:
·      Asas Aufbau
Mempunyai prinsip bahwa pengisian elektron pada orbital di mulai dari tingkat energi terendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Urutan energi dari tingkat yang terendah ke tingkat yang tertinggi, yaitu :
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d ………………
Ex : Tentukan konfigurasi elektron berdasarkan asas Aufbau pada 36Kr
Jawab : 36Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6
·      Aturan Hund
Menurut aturan Hund, pada pengisian orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama, yaitu orbital-orbital dalam satu subkulit, mula-mula elektron akan menempati orbital secara sendiri-sendiri dengan spin yang paralel, baru kemudian berpasangan.
Ex : Tentukan diagram orbital untuk unsur 7N
Jawab : 7N = 1s2 2s2 2p3 , diagram orbitalnya adalah
·        Asas Larangan Pauli
Asas larangan Pauli menyatakan bahwa tidak ada dua elektron dalam sebuah atom apa pun dapat mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama.
Ex :Tentukan bilangan kuamtum dan diagram orbital yang dimiliki oleh atom 19K
Jawab : 19K = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 atau (Ar) 4s1
`              n = 4, l = 0, m = 0, dan s = + ½
d)  Hubungan konfigurasi elektron dan letak unsur dalam Sistem Periodik
Sistim periodik unsur terdiri dari dua golongan besar, yaitu golongan utama (A) dan golongan transisi (B). Konfigurasi elektron atom-atom unsur dapat dikelompokkan ke dalam blok sebagai berikut:
Unsur Blok s
Unsur yang  konfigurasi elektron yang  diakhiri dengan subkulit s. Unsur-unsur yang termasuk blok s adalah unsur-unsur golongan IA dan IIA.

Unsur Blok p
Konfigurasi elektron yang diakhiri dengan subkulit p. Unsur yang termasuk golongan p adalah unsur-unsur golongan IIIA sampai VIIIA.
Uusur Blok d
Konfigurasi elektron yang diakhiri dengan subkulit d. Unsur yang termasuk blok d adalah unsur
golongan IB sampai golongan VIIIB.

Unsur blok f
Konfigurasi elektron yang diakhiri subkulit f. Unsur yang termasuk blok f adalah unsur-unsur golongan Lantanida dan golongan Aktinida.Ex : Tentukan golongan dan perioda pada usur 14Si

Jawab : konfigurasi elektron 14Si = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 atau (Ne) 3s2 3p2
Jumlah elektron valensi = 4, subkulit s dan p, termasuk golongan IV A
Subkulit ke-3 sehingga termasuk perioda 3

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Teori Atom Mekanika Kuantum Dan Atom Bohr

TEORI ATOM BOHR DAN MEKANIKA KUANTUM A.       Atom Bohr Dilihat dari kandungan energi elektron, ternyata model atom Rutherford mempu...