Kedudukan Elektron Dalam Atom Dinyatakan Menggunakan Aturan

Kedudukan Elektron Dalam Atom Dinyatakan Menggunakan Aturan

7hf, dan angka pecahan lainnya.

Teori atom dari Niels Bohr sementara dapat digunakan untuk menjelaskan terjadinya spektrum pada atom hidrogen. Menurut Niels Bohr, terjadinya garis warna (spektrum) pada atom hidrogen tersebut karena eksitasi atau perpindahan elektron dari kulit dalam (energi rendah) ke kulit yang lebih luar (energi tinggi), karena adanya penyerapan energi oleh elektron pada saat atom dipanaskan. Elektron yang tereksitasi ini tidak stabil dan segera kembali ke kulit sebelumnya (kondisi energi sebelumnya) sambil memancarkan energi tertentu yang tampak sebagai garis-garis warna. Besarnya energi yang dipancarkan dalam bentuk garis-garis warna tersebut ternyata merupakan selisih energi dari tingkat elektron lintasa semula dengan lintasan yang baru. Selisih energi tersebut dapat dihitung dengan rumus:

𝐸𝑛 = −𝑅𝐻(𝑛12)
(3.2)

dengan RH merupakan tetapan Rydberg dengan nilai 2,18 x 10-18 J, dan n = 1, 2, 3 … Jika selisih energi tersebut adalah ∆E = E2 – E1, maka :

∆E = (−𝑅𝐻 𝑛22 ) – (−𝑅𝐻 𝑛12)atau ∆E = RH (𝑛1 1 2−𝑛1 2 2)
(3.3)

Teori atom Bohr telah berhasil menjelaskan terjadinya spektrum atom hidrogen dan atom-atom yang mempunyai elektron tunggal, tetapi gagal menjelaskan terjadinya spektrum dari atom yang berelektron banyak.

3. Model Atom Mekanika Gelombang

Hipotesis Louis de Broglie dan azas ketidakpastian dari Heisenberg merupakan dasar dari model Mekanika Kuantum (gelombang) yang dikemukakan oleh Erwin Schrodinger pada tahun 1927, yang mengajukan konsep orbital untuk menyatakan kedudukan elektron dalam atom. Orbital menyatakan suatu daerah dimana elektron paling mungkin (peluang terbesar) untuk ditemukan.

Schrodinger sependapat dengan Heisenberg bahwa kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti. Hal yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya. Ruangan di dalam atom yang memiliki kebolehjadian terbesar ditemukannya elektron disebut orbital. Dalam mekanika kuantum, model orbital atom digambarkan menyerupai “awan”. Beberapa orbital bergabung membentuk kelompok yang disebut subkulit.

67 Persamaan gelombang ( Ψ= psi) dari Erwin Schrodinger menghasilkan tiga bilangan gelombang (bilangan kuantum) untuk menyatakan kedudukan (tingkat energi, bentuk, dan orientasi) suatu orbital, yaitu: bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (l) dan bilangan kuantum magnetik (m), dan bilangan kuantum spin (s).

Bilangan kuantum adalah bilangan yang menyatakan kedudukan atau posisi elektron dalam atom yang diwakili oleh suatu nilai yang menjelaskan kuantitas kekal dalam sistem dinamis. Bilangan kuantum menggambarkan sifat elektron dalam orbital. Bilangan kuantum menentukan tingkat energi utama atau jarak dari inti, bentuk orbital, orientasi orbital, dan spin elektron. Setiap sistem kuantum dapat memiliki satu atau lebih bilangan kuantum. Bilangan kuantum merupakan salah satu ciri khas dari model atom mekanika kuantum atau model atom modern yang dicetuskan oleh Ernest Schrodinger. Dalam mekanika kuantum, bilangan kuantum diperlukan untuk menggambarkan distribusi elektron dalam atom hidrogen dan atom-atom lain. Bilangan-bilangan ini diturunkan dari solusi matematis persamaan Schrodinger untuk atom hidrogen.

Jenis bilangan kuantum adalah seperti berikut.

• Bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan tingkat energi.

• Bilangan kuantum azimut/momentum sudut (l) yang menyatakan bentuk orbital.

• Bilangan kuantum magnetik (m) yang menyatakan orientasi orbital dalam ruang tiga dimensi. • Bilangan kuantum spin (s) yang menyatakan spin elektron pada sebuah atom.

Kulit K L M N

Nilai n 1 2 3 4

Bilangan kuantum utama (primer) digunakan untuk menyatakan tingkat energi utama yang dimiliki oleh elektron dalam sebuah atom. Bilangan kuantum utama tidak pernah bernilai nol. Bilangan kuantum utama dapat mempunyai nilai semua bilangan positif, yaitu 1, 2, 3, 4 dan seterusnya. Sedangkan kulit atom dinyatakan dengan huruf K,L,M,N dan seterusnya.

Contoh

n = 1 elektron berada pada kulit K n = 2 elektron berada pada kulit L n = 3 elektron berada pada kulit M

n = 4 elektron berada pada kulit N, dan seterusnya

Bilangan kuantum utama juga berhubungan dengan jarak rata-rata elektron dari inti dalam orbital tertentu. Semakin besar n, semakin besar jarak rata-rata elektron dalam orbital tersebut dari inti dan oleh karena itu semakin besar orbitalnya.

Bilangan kuantum azimut sering disebut bilangan kuantum anguler (sudut). Energi sebuah elektron berhubungan dengan gerakan orbital yang digambarkan dengan momentum sudut.

68 Momentum sudut tersebut dikarakterisasi menggunakan bilangan kuantum azimut. Bilangan azimut menyatakan bentuk suatu orbital dengan simbol (l) “huruf L kecil”. Bilangan kuantum azimut juga berhubungan dengan jumlah subkulit. Nilai ini menggambarkan subkulit yang dimana elektron berbeda. Untuk subkulit s,p,d,f bilangan kuantum azimut berturut-turut adalah 0,1,2,3. Nilai bilangan kuantum azimut atau “l” ini bergantung pada nilai bilangan kuantum utama atau “n” . Untuk nilai n tertentu, l mempunyai nilai bilangan bulat yang mungkin dari 0 sampai (n-1). Bila n-1, hanya ada satu nilai l yakni l =n-1=1-1=0. Bila n=2, ada dua nilai l, yakni 0 dan 1. Bila n=3, ada tiga nilai l, yakni 0,1, dan 2. Nilai-nilai l biasanya ditandai dengan huruf s,p,d,f… sebagai berikut :

Baca :   Penggaris Plastik Digosok Dengan Kain Wol

Jadi, bila l = 0, kita mempunyai sebuah orbital s; bila l = 1, kita mempunyai orbilat f dan seterusnya. Sekumpulan orbital-orbital dengan nilai n yang sama seringkali disebut kulit. Satu atau lebih orbital dengan nilai n dan l yang sama dirujuk selalu subkulit. Misalnya, kulit dengan n = 2 terdiri atas 2 subkulit, l = 0 dan 1 (nilai-nilai l yang diizinkan untuk n = 2). Subkulit-subkulit ini disebut subkulit 2s dan subkulit 2p dimana 2 melambangkan nilai n, sedangan s dan p melambangkan nilai l. Tabel 3.1 menunjukkan keterkaitan jumlah kulit dengan banyaknya subkulit serta jenis subkulit dalam suatu atom.

Tabel 3.1

Jumlah elektron pada subkulit

Jenis Subkulit

Jumlah Orbital

Elektron Maksimum

Subkulit s 1 orbital 2 elektron

Subkulit p 3 orbital 6 elektron

Subkulit d 5 orbital 10 elektron

Subkulit f 7 orbital 14 elektron

Bilangan kuantum magnetik menyatakan tingkah laku elektron dalam medan magnet. Tidak adanya medan magnet luar membuat elektron atau orbital mempunyai nilai n dan l yang sama, tetapi berbeda m. Namun, dengan adanya medan magnet, nilai tersebut sedikit berubah. Hal ini dikarenakan timbulnya interaksi antara medan magnet sendiri dan medan magnet luar. Bilangan kuantum magnetik ada karena momentum sudut elektron, gerakannya berhubungan aliran arus listrik. Karena interaksi ini, elektron menyesuaikan diri di wilayah tertentu sekitar inti. Daerah tersebut dikenal sebagai orbital. Orientasi elektron di sekitar inti dapat ditentukan dengan menggunakan bilangan kuantum magnetik (m). Di dalam satu subkulit, nilai m bergantung pada nilai bilangan kuantum

L 0 1 2 3

69 azimut/momentum sudut l. Untuk nilai l tertentu, ada (2l + 1) nilai bulat m sebagai berikut: -l, (-l + 1), …, 0 , … , (+l – 1), +l

Bila l = 0, m = 0. Bila l = 1, terdapat tiga nilai m, yaitu -1, 0, dan -1. Bila l = 2, terdapat lima nilai m yaitu -2, -1, 0, +1, dan +2. Jumlah m menunjukkan jumlah orbital dalam subkulit dengan nilai l tertentu.

Bilangan kuantum spin menyatakan momentum sudut suatu partikel. Spin mempunyai simbol “s” atau sering ditulis dengan ms (bilangan kuantum spin magnetik). Suatu elektron dapat mempunyai bilangan kuantum spin s = +1/2 atau -1/2. Nilai positif atau negatif dari spin menyatakan spin atau rotasi partikel pada sumbu. Sebagai contoh, untuk nilai s=+1/2 berarti berlawanan arah jarum jam (ke atas), sedangkan s=-1/2 berarti searah jarum jam (ke bawah). Diambil nilai setengah karena hanya ada dua peluang orientasi, yaitu atas dan bawah. Dengan demikian, peluang untuk mengarah ke atas adalah 50% dan peluang untuk ke bawah adalah 50%.

4. Orbital

Orbital atom adalah fungsi matematika yang menggambarkan perilaku seperti gelombang dari sebuah elektron dalam atom. Wilayah di mana elektron dapat ditemukan di sekitar atom tunggal dalam keadaan energi tertentu dapat dihitung dari fungsi ini. Sebuah orbital sering digambarkan sebagai daerah tiga dimensi di mana ada kemungkinan 95 persen untuk menemukan elektron (lihat gambar).

Kita dapat menerapkan pengetahuan kita tentang bilangan kuantum untuk menggambarkan susunan elektron untuk atom tertentu. Kita melakukan hal ini dengan sesuatu yang disebut konfigurasi elektron. Mereka secara efektif memberi gambaran elektron untuk atom tertentu. Kita melihat empat bilangan kuantum untuk elektron tertentu dan kemudian menetapkan elektron ke orbital tertentu.

a. Orbital s

Bentuk orbital subkulit s seperti bola, di manapun elektron beredar akan mempunyai jarak yang sama terhadap inti

b.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 terpilih. Dengan memiliki 3 harga m (-1, 0, +1), maka p mempunyai 3 orbital.

c. Orbital d

70

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. Orbital ini hanya digunakan untuk unsur-unsur transisi yang letaknya lebih dalam.

Keadaan partikel-partikel penyusun atom (proton, netron, dan elektron) yang berada di dalam atom digambarkan dengan struktur atom. Kedudukan elektron di sekitar inti atom atau konfigurasi elektron di sekitar inti atom berpengaruh terhadap sifat fisis dan kimia atom yang bersangkutan.

Baca :   Contoh Soal Menggambar Grafik Fungsi Kuadrat

Model atom
ERNEST RUTHERFORD
(1871-1937) tahun 1911 yang menyatakan bahwa atom terdiri dari inti kecil yang bermuatan positif (tempat konsentrasi seluruh massa atom) dan dikelilingi oleh elektron pada permukaannya. Namun teori ini tidak dapat menerangkan kestabilan atom. Sewaktu mengelilingi proton, elektron mengalami percepatan sentripetal akibat pengaruh gaya sentripetal (Gaya Coulomb).

Menurut teori mekanika klasik dari Maxwell, yang menyatakan bahwa partikel bermuatan bergerak maka akan memancarkan energi. Maka menurut Maxwell bila elektron bergerak mengelilingi inti juga akan memancarkan energi.

Pemancaran energi ini menyebabkan elektron kehilangan energinya, sehingga lintasannya berbentuk spiral dengan jari-jari yang mengecil, laju elektron semakin lambat dan akhirnya dapat tertarik ke inti atom. Jika hal ini terjadi maka atom akan musnah, akan tetapi pada kenyataannya atom stabil.

Pada tahun 1913,
NIELS BOHR
menggunakan teori kuantum untuk menjelaskan spektrum unsur. Berdasarkan pengamatan, unsur-unsur dapat memancarkan spektrum garis dan tiap unsur mempunyai spektrum yang khas.  Menurut Bohr,

Spektrum garis menunjukkan elektron dalam atom hanya dapat beredar pada lintasan-lintasan dengan tingkat energi tertentu. Pada lintasannya elektron dapat beredar tanpa pemancaran atau penyerapan energi. Oleh karena itu, energi elektron tidak berubah sehingga lintasannya tetap.
Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah energi yang harganya sama dengan selisih kedua tingkat energi tersebut.

ΔE = Ef – Ei

Keterangan:

ΔE = energi yang menyertai perpindahan elektron

Ef = tingkat energi akhir

Ei = tingkat energi awal

Namun teori Bohr ini memiliki kelemahan, yaitu:

  • Bohr hanya dapat menjelaskan spektrum gas hidrogen, tidak dapat menjelaskan spektrum dari unsur yang jumlah elektronnya lebih dari satu.
  • Tidak dapat menjelaskan adanya garis-garis halus pada spektrum gas hidrogen.

Kelemahan dari model atom Bohr dapat dijelaskan oleh
LOUIS VICTOR DE BROGLIE
pada tahun 1924 dengan teori dualisme partikel gelombang. Menurut de Broglie, pada kondisi tertentu, materi yang bergerak memiliki ciri-ciri gelombang.

h

dimana :

λ  = panjang gelombang (m)

m = massa partikel (kg)

ν  = kecepatan (ms-1)

h = tetapan Planck (6,626.10-34 Js)

Hipotesis tersebut terbukti benar dengan ditemukannya sifat gelombang dari elektron. Elektron mempunyai sifat difraksi, maka lintasan elektron yang dikemukakan Bohr tidak dibenarkan.
Gelombang tidak bergerak melalui suatu garis, melainkan menyebar pada daerah tertentu.

Pada tahun 1927,
WERNER HEISENBERG
mengemukakan bahwa posisi atau lokasi suatu elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti. Heisenberg berusaha menentukan sifat-sifat subatomik dan variabel yang digunakan untuk menentukan sifat atom. Sifat ini adalah kedudukan partikel (x) dan momentum (p).

Kesimpulan dari hipotesisnya adalah bahwa pengukuran subatomik selalu terdapat ketidakpastian dan dirumuskan sebagai hasil kali antara ketidakpastian kedudukan (Δx) dengan ketidak pastian momentum (Δp) dan dirumuskan sebagai berikut :

h

Kemungkinan (kebolehjadian) menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya disebut sebagai
Prinsip Ketidakpastian Heisenberg.
Artinya gerakan lintasan elektron beserta kedudukannya tidak dapat diketahui dengan tepat.

MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG

Hipotesis Louis de Broglie dan azas ketidakpastian dari Heisenberg merupakan dasar dari model Mekanika Kuantum (Gelombang) yang dikemukakan oleh
ERWIN SCHRODINGER
pada tahun1927, yang mengajukan konsep orbital untuk menyatakan kedudukan elektron dalam atom. Orbital menyatakan suatu daerah dimana elektron paling mungkin (peluang terbesar) untuk ditemukan.

Schrodinger sependapat dengan Heisenberg bahwa kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti, namun yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya. Ruangan yang memiliki kebolehjadian terbesar ditemukannya elektron disebut
Orbital.

Dalam mekanika kuantum, model orbital atom digambarkan menyerupai “awan”. Beberapa orbital bergabung membentuk kelompok yang disebut
Subkulit.

Persamaan gelombang ( Ψ= psi) dari Erwin Schrodinger menghasilkan tiga bilangan gelombang (bilangan kuantum) untuk menyatakan kedudukan (tingkat energi, bentuk, serta orientasi) suatu orbital, yaitu: bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (l) dan bilangan kuantum magnetik (m)

Disimpan dalam Kimia Kelas XI, Materi Kimia

Agustus 13, 2010 oleh esdipangganti 12 Komentar

Konfigurasi elektron menyatakan sebaran elektron dalam atom.
Nomor atom menunjukkan jumlah elektron. Hal ini membuktikan bahwa terdapat hubungan antara sifat-sifat unsur dengan konfigurasi elektron, katena tabel Sistem Periodik Unsur (SPU) disusun berdasarkan kenaikan nomor atom unsur. Pada SPU dikenal istilah Golongan (kolom vertikal) dan Periode (baris horizontal)

Baca :   Berapa Kali Panen Padi Dalam 1 Tahun

1.

Golongan

SPU dibagi atas 8 golongan. Setiap golongan dibagi atas Golongan Utama (A) dan Golongan Transisi (B). Penomoran golongan dilakukan berdasarkan elektron valensi yang dimiliki oleh suatu unsur. Setiap Unsur yang memiliki elektron valensi sama akan menempati golongan yang sama pula

Berdasarkan letak elektron terakhir pada orbitalnya, dalam konfigurasi elektron, unsur-unsur dalam SPU dibagi menjadi 4 blok, yaitu blok s, blok p, blok d, dan blok f.

  • Jika konfigurasi elektron berakhir di blok s atau p maka pasti menempati golongan A
  • Jika konfigurasi elektron berakhir di blok d maka pasti menempati golongan B
  • Jika konfigurasi elektron berakhir di blok f maka pasti menempati golongan B (Lantanida, n=6 dan Aktinida, n=7 (gol.radioatif))

Selain itu untuk menentukan nomor golongan, ditentukan dengan mengetahui jumlah elektron valensi pada konfigurasi terakhir.

Contoh :

11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1

Dapat diketahui bahwa elektron terakhir pada n=3 mempunyai elektron valensi 1, berarti golongan I serta berakhir di subkulit s, berarti Golongan A, jadi kalau digabungkan menjadi
Golongan IA

2.

Periode

SPU terdiri atas 7 periode. Periode disusun berdasarkan kenaikan nomor atom. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit sama akan menempati baris yang sama. Dengan demikian jumlah kulit sama dengan periode, sehingga periode 1 memiliki n-1, periode 2 memiliki n=2, dst.

Contoh :

11Na = 1s2 2s2 2p6 3s1

Dapat diketahui bahwa elektron terakhir berada pada n=3 yang berarti unsur tersebut masuk dalam
Periode 3

Disimpan dalam Kimia Kelas XI, Materi Kimia

KONFIGURASI ELEKTRON BERDASARKAN KONSEP BILANGAN KUANTUM

Agustus 13, 2010 oleh esdipangganti 4 Komentar

Konfigurasi elektron menggambarkan penataan/susunan elektron dalam atom. Dalam menentukan konfigurasi elektron suatu atom, ada 3 aturan yang harus dipakai, yaitu : Aturan Aufbau, Aturan Pauli, dan Aturan Hund.

1.

Aturan Aufbau

Pengisian orbital dimulai dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang tinggi. Elektron mempunyai kecenderungan akan menempati dulu subkulit yang energinya rendah. Besarnya tingkat energi dari suatu subkulit dapat diketahui dari bilangan kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimuth ( l ) dari orbital tersebut. Orbital dengan harga (n + l) lebih besar mempunyai tingkat energi yang lebih besar. Jika harga (n + l) sama, maka orbital yang harga n-nya lebih besar mempunyai tingkat energi yang lebih besar. Urutan energi dari yang paling rendah ke yang paling tinggi sebagaimana digaram yang dibuat oleh
Mnemonik Moeler
adalah sebagai berikut:

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d ….

DIAGRAM MNEMONIK MOOLER

2.

Aturan Pauli (Eksklusi Pauli)

Aturan ini dikemukakan oleh
Wolfgang Pauli
pada tahun 1926. Yang menyatakan “Tidak boleh terdapat dua elektron dalam satu atom dengan empat bilangan kuantum yang sama”. Orbital yang sama akan mempunyai bilangan kuantum n, l, m, yang sama tetapi yang membedakan hanya bilangan kuantum spin (s). Dengan demikian, setiap orbital hanya dapat berisi 2 elektron dengan spin (arah putar) yang berlawanan. Jadi, satu orbital dapat ditempati maksimum oleh dua elektron, karena jika elektron ketiga dimasukkan maka akan memiliki spin yang sama dengan salah satu elektron sebelumnya.

Contoh :

Pada orbital 1s, akan ditempati oleh 2 elektron, yaitu :

Elektron Pertama à n=1, l=0, m=0, s= +½

Elektron Kedua à n=1, l=0, m=0, s= – ½

(Hal ini membuktikan bahwa walaupun kedua elektron mempunyai n,l dan m yang sama tetapi mempunyai spin yang berbeda)

3.

Aturan Hund

Aturan ini dikemukakan oleh
Friedrick Hund
Tahun 1930. yang menyatakan “elektron-elektron dalam orbital-orbital suatu subkulit cenderung untuk tidak berpasangan”.

Elektron-elektron baru berpasangan apabila pada subkulit itu sudah tidak ada lagi orbital kosong.

Untuk menyatakan distribusi elektron-elektron pada orbital-orbital dalam suatu subkulit, konfigurasi elektron dituliskan dalam bentuk diagram orbital.

Suatu orbital digambarkan dalam bentuk kotak, sedangkan elektron yang menghuni orbital digambarkan dengan dua anak panah yang berlawanan arah. Jika orn=bital hanya mengandung satu elektron, maka anak panah yang ditulis mengarah ke atas.

Dalam menerapkan aturan hund, maka kita harus menuliskan arah panah ke atas terlebih dahulu pada semua kotak, baru kemudian diikuti dengan arah panah ke bawah jika masihterdapat elektron sisanya.

Kedudukan elektron berdasarkan model atom mekanika kuantum adalah

PRINSIP PENGGUNAAN ATURAN HUND

Kedudukan Elektron Dalam Atom Dinyatakan Menggunakan Aturan

Sumber: https://idkuu.com/kedudukan-elektron-berdasarkan-model-atom-mekanika-kuantum-adalah

Check Also

Harga Beras 10 Kg Di Pasar

Harga Beras 10 Kg Di Pasar 4 menit Kamu pasti sudah sering sekali mendengar ungkapan, …