Pertama dualisme sifat elektron yaitu sebagai gelombang dan sebagai partikel (hipotesis Louis de Broglie, 1924).
Kedua azas ketidakpastian, 1927 oleh Werner Heisenberg yang menyatakan posisi elektron tidak dapat dipastikan.
Ketiga teori Erwin Schrodinger, 1927 yang menyatakan walau posisi elektron tidak bisa dipastikan tetapi keberadaan elektron dapat diketahui dalam batas-batasnya.
Nah... Kemudian dimulailah teori atom mekanika kuantum.
Keberadaan elektron disebut kuantum. Ruang tempat elektron berada disebut orbital.
Kata kuantum pertama sekali dikemukakan oleh Max Planck yang rumus E = h.f. Energi tertentu yang menjadi jarak dari inti sebagai tempat elektron berada yang disebut kuanta dan inilah yang merupakan bilangan kuantum pertama (kuantum utama) yang dikenal dengan lintasan elektron atau kulit (simbolnya = n)
Dipertegas dengan persamaan Schrodinger,
Dari persamaan Schrodinger dapat digambarkan posisi-posisi elektron yang dikenal dengan bilangan kuantum.
Nah ada 4 bilangan kuantum yang dijelaskan dari persamaan Schrodinger yaitu,
Bilangan kuantum utama, n
Bilangan kuantum azimuth, l
Bilangan kuantum magnetic, m
Bilangan kuantum spin, s
Keberadaan elektron diperjelas oleh Aufbau, Pauli dan Hund walaupun itu masih pada batas-batas gambaran Schrodinger.
Menurut Aufbau, elektron di dalam suatu atom netral dan stabil mempunyai energi yang rendah. Elektron-elektron ini mengisi orbital-orbital pada sub kulit. Sub kulit yang diisi dimulai dari sub kulit yang tingkat energinya rendah. Yang dikenal dengan Azas Aufbau.
Unsur Na dengan nomor atom 11. Tentukan posisi elektron terakhirnya !
Nah pertama tentu kita harus yahu jumlah elektron yang dimilikinya kemudian kita buat susunan elektron (konfigurasi elektron) sesuai azas Aufbau. Dari konfigurasi tersebut terlihat elektron yang terakhirnya. Nah baru kita tentukan posisi elektron terakhirnya (harga keempat bilangan kuantumnya).
Oke, pertama kita tentukan jumlah elektron nya.
Jumlah elektron = proton - muatan
Unsur Na tak diberikan muatan nya berarti muatan nya = 0
Proton Na = nomor atom nya = 11
Jadi jumlah elektron = 11 - 0
= 11.
Oke setelah ini kita buatkan Konfigurasi elektron nya menurut Aufbau yang dimulai dari 1s...
1s2, 2s2, 2p6, 3s1
Terlihat elektron terakhir berada pada posisi 3s1.
Oke kemudian kita tentukan harga keempat bilangan kuantum nya.
3s1 elektron berada pada kulit ke 3
elektron berada pada sub kulit s
Sub kulit s memiliki 1 ruang orbital (m=0)
Ruang orbital nya hanya diisi oleh 1 elektron tentunya elektronnya berotasi searah jarum jam (s=+½).
Oke setelah itu kita tentukan harga bilangan kuantum nya.
a. Bilangan utama pada kulit ke 3 (n=3)
b. Bilangan azimuth pada sub kulit s
(l=0)
c. Bilangan kuantum magnetik pada
ruang m=0
d. Bilangan kuantum spin arah rotasi
elektron searah jarum jam s=+½
Jadi posisi elektron terakhir dari unsur Na yang tidak bermuatan adalah sebagai berikut,
n=3, l=0, m=0, s=+½
Contoh 2
Unsur Na dengan nomor atom 11.
Bila Na bermuatan +1 tentukan posisi elektron terakhirnya !
Oke kita lakukan seperti cara di atas.
Jumlah elektron = proton - muatan
= 11 - (+1)
= 11 - 1 = 10
Konfigurasi 1s2, 2s2, 2p6
Elektron terakhir ada pada 2p6 yaitu elektron yang ke enam.
Orbital p memiliki 3 ruang yaitu
2Px 2Py 2Pz
Pengisian elektron searah jarum jam terlebih dahulu 2Px1 2Py1 2Pz1
nomor ruang m=-1 m=0 m=+1
elektron ke 1 pada 2Px1, elektron ke 2 pada 2Py1, elektron ke 3 pada 2Pz1
Pengisian elektron berlawanan jarum jam 2Px2 2Py2 2Pz2
nomor ruang m=-1 m=0 m=+1
elektron ke 4 pada 2Px2, elektron ke 5 pada 2Py2, elektron terakhir ke 6 pada 2Pz2
Elektron terakhir berada pada 2Pz2 dengan rotasi berlawanan jarum jam (s=-½)
Oke setelah itu kita tentukan harga bilangan kuantum nya.
a. Bilangan utama pada kulit ke 2 (n=2)
b. Bilangan azimuth pada sub kulit p
(l=1)
c. Bilangan kuantum magnetik pada
ruang m=+1
d. Bilangan kuantum spin berlawanan
arah rotasi elektron searah jarum
jam s=-½
Jadi posisi elektron terakhir dari Na yang bermuatan +1 adalah sebagai berikut,
n=2, l=1, m=+1, s=-½
Contoh 3
Unsur Cl dengan nomor atom 17.
Bila Cl tidak bermuatan tentukan posisi elektron terakhirnya !
Jumlah elektron = 17 - 0 = 17
Konfigurasinya 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p5
Posisi elektron terakhirnya elektron ke 5 pada 3p5
Ruang orbital nya 3Px2 3Py2 3Pz1
Nomor ruang nya m=-1 m=0 m=+1
Elektron terakhir berada pada 3Py2 dengan rotasi berlawanan jarum jam (s=-½)
Oke setelah itu kita tentukan harga bilangan kuantum nya.
a. Bilangan utama pada kulit ke 3 (n=3)
b. Bilangan azimuth pada sub kulit p
(l=1)
c. Bilangan kuantum magnetik pada
ruang m=0
d. Bilangan kuantum spin berlawanan
arah rotasi elektron searah jarum
jam s=-½
Jadi posisi elektron terakhir dari unsur Cl yang tidak bermuatan adalah sebagai berikut,
n=3, l=1, m=0, s=-½
Contoh 4
Unsur O dengan nomor atom 16.
Bila O bermuatan -2 tentukan posisi elektron terakhirnya !
Jumlah elektron = 16 - (-2) = 16 + 2 = 18
Konfigurasinya 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6
Posisi elektron terakhirnya elektron ke 6 pada 3p6
Ruang orbital nya 3Px2 3Py2 3Pz2
Nomor ruang nya m=-1 m=0 m=+1
Elektron terakhir berada pada 3Pz2 dengan rotasi berlawanan jarum jam (s=-½)
Oke setelah itu kita tentukan harga bilangan kuantum nya.
a. Bilangan utama pada kulit ke 3 (n=3)
b. Bilangan azimuth pada sub kulit p
(l=1)
c. Bilangan kuantum magnetik pada
ruang m=+1
d. Bilangan kuantum spin berlawanan
arah rotasi elektron searah jarum
jam s=-½
Jadi posisi elektron terakhir dari O yang bermuatan -2 adalah sebagai berikut,
n=3, l=1, m=+1, s=-½
Contoh 5
Unsur Sc dengan nomor atom 21.
Bila Sc tidak bermuatan tentukan posisi elektron terakhirnya !
Jumlah elektron = 21 - 0 = 21
Konfigurasinya 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d1
Posisi elektron terakhirnya elektron ke 1 pada 3d1
Sub d (l=2) memiliki 5 ruang Dxy Dxz Dyz Dxxyy Dzz
karena elektron hanya 1 jadi Dxy yang diisi,
3Dxy1 3Dxz0 3Dyz0 3Dxxyy0 3Dzz0
m=-2 m=-1 m=0 m=+1 m=-2
Elektron terakhir berada pada 3Dxy1 dengan rotasi searah jarum jam (s=+½)
Oke setelah itu kita tentukan harga bilangan kuantum nya.
a. Bilangan utama pada kulit ke 3 (n=3)
b. Bilangan azimuth pada sub kulit p
(l=2)
c. Bilangan kuantum magnetik pada
ruang m=-2
d. Bilangan kuantum spin berlawanan
arah rotasi elektron searah jarum
jam s=+½
Jadi posisi elektron terakhir dari unsur Sc yang tidak bermuatan adalah sebagai berikut,
n=3, l=2, m=-2, s=+½
Contoh 6
Unsur U dengan nomor atom 92.
Bila U tidak bermuatan tentukan posisi elektron terakhirnya !
Jumlah elektron = 92 - 0 = 92
Konfigurasinya 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p6, 5s2, 4d10, 5p6, 6s2, 4f14, 5d10, 6p6, 7s2, 5f4
Posisi elektron terakhirnya elektron ke 4 pada 5f4
Sub f (l=3) memiliki 7 ruang Fxyz, Fx(z2-y2), Fy(z2-x2), Fz(x2-y2), Fx3, Fy3, Fz3
karena elektron hanya 4 jadi yang diisi (Fxyz)1, (Fx(z2-y2))1, (Fy(z2-x2))1, (Fz(x2-y2))1 ruang yang lain kosong.
elektron terakhir ada pada (Fz(x2-y2))1
5(Fxyz)1, 5(Fx(z2-y2))1, 5(Fy(z2-x2))1,
m=-3 m=-2 m=-1
5(Fz(x2-y2))1, 5(Fx3)0, 5(Fy3)0, 5(Fz3)0
m=0 m=+1 m=+2 m=+3
Elektron terakhir berada pada 5(Fz(x2-y2))1 dengan nomor ruang m=0 dengan rotasi searah jarum jam (s=+½)
Oke setelah itu kita tentukan harga bilangan kuantum nya.
a. Bilangan utama pada kulit ke 5 (n=5)
b. Bilangan azimuth pada sub kulit p
(l=3)
c. Bilangan kuantum magnetik pada
ruang m=0
d. Bilangan kuantum spin berlawanan
arah rotasi elektron searah jarum
jam s=+½
Jadi posisi elektron terakhir dari U yang tidak bermuatan adalah sebagai berikut,
n=5, l=3, m=0, s=+½
Menurut Hund, setiap ruang orbital tiap sub kulit diisi oleh elektron yang rotasi spin nya searah jarum jam (s = +½) terlebih setelah semua ruang obital diisi barulah kemudian diisi oleh elektron yang rotasi spin yang berlawanan arah jarum jam (s = -½). Yang dikenal dengan Aturan Hund.
Contoh 7.
Perhatikan harga bilangan kuantum di bawah ini,
a. l = 0 , m = 0 , s = +½
b. l = 0 , m = 0 , s = -½
c. l = 1 , m = 0 , s = +½
d. l = 1 , m = 0 , s = -½
e. l = 1 , m = 1 , s = +½
Pada kulit ke 1 memiliki harga bilangan kuantum..
A. a dan b
B. a dan d
C. b dan c
D. b dan e
E. c dan d
Nah yang seperti ini kulit 1 (n=1) hanya memiliki satu sub kulit yakni sub kulit s (l=0)
Pada sub kulit memiliki 1 ruang orbital yakni m=0.
Pada 1 ruang orbital diisi 2 elektron yakni pertama spin searah jarum jam (s=+½) dan kedua spin berlawanan jarum jam (s=-½).
Jadi pada kulit ke 1, memiliki bilangan kuantum l=0, m=0, s=+½ dan l=0, m=0, s=-½.
Jawaban nya : A. a dan b
Contoh 8.
Perhatikan harga bilangan kuantum di bawah ini,
a. l = 0 , m = 0 , s = +½
b. l = 0 , m = 0 , s = -½
c. l = 0 , m = 1 , s = +½
d. l = 1 , m = 0 , s = -½
e. l = 1 , m = 1 , s = +½
Bilangan kuantum yang tidak mungkin adalah..
A. a
B. b
C. c
D. d
E. e
Nah untuk menyatakan bilangan kuantum yang tidak mungkin kita harus lihat azas Aufbau, larangan Pauli dan aturan Hund.
Kulit ke 1 (n=1) punya satu sub kulit yaitu
sub kulit s dengan m=0.
Kulit ke 2 (n=2) punya dua sub kulit yaitu
sub kulit s dengan m=0
sub kulit p dengan m=-1,0,+1
Kulit ke 3 (n=3) punya tiga sub kulit yaitu
sub kulit s dengan m=0
sub kulit p dengan m=-1,0,+1
sub kulit d dengan m=-2,-1,0,+1,+2
Kulit ke 4 (n=4) dan kulit seterusnya punya empat sub kulit yaitu
sub kulit s dengan m=0
sub kulit p dengan m=-1,0,+1
sub kulit d dengan m=-2,-1,0,+1,+2
sub kulit f dengan m=-3,-2,+1,0,+1,+2,+3
Sekarang kita cek satu persatu..
a. l = 0 , m = 0 , s = +½
l=0 sub kulit S punya m=0 (mungkin)
b. l = 0 , m = 0 , s = -½
l=0 sub kulit S punya m=0 (mungkin)
c. l = 0 , m = 1 , s = +½
l=0 sub kulit s punya m=0 (tidak mungkin)
d. l = 1 , m = 0 , s = -½
l=1 sub kulit p punya m=-1,0,+1 (mungkin)
e. l = 1 , m = 1 , s = +½
l=1 sub kulit p punya m=-1,0,+1 (mungkin)
Jadi bilangan kuantum yang tidak mungkin adalah :
C. l = 0 , m = 1 , s = +½
Referensi :
1.http://kimiadahsyat.blogspot.com/2009/06/sifat-dualisme-gelombang-materi.html?m=1
2.https://id.m.wikipedia.org/wiki/Prinsip_ketidakpastian_Heisenberg
3.https://id.m.wikipedia.org/wiki/Percobaan_Stern–Gerlach
4.https://www.google.com/amp/s/m.kumparan.com/amp/potongan-nostalgia/max-planck-dan-revolusi-teori-fisika
5.https://id.m.wikipedia.org/wiki/Bilangan_kuantum_azimut
6.https://id.m.wikipedia.org/wiki/Prinsip_Aufbau
7.http://www.nafiun.com/2013/04/orientasi-dan-bentuk-orbital-s-p-d-f-elektron-bilangan-kuantum-atom.html?m=1
No comments:
Post a Comment