STRUKTUR ELEKTRON ATOM

Transkripsi

1 STRUKTUR ELEKTRON ATOM EXPERT COURSE #bimbelnyamahasiswa

2 GELOMBANG

3 SIFAT GELOMBANG laju (u) gelombang = l x n Panjang gelombang (l) menyatakan jarak di antara titik-titik yang identik pd gelombang-gelombang yang berurutan. Frekuensi (n) adalah jumlah gelombang yang melewati titik tertentu dalam 1 dtk (Hz = 1 siklus/dt). Amplitudo adalah jarak vertikal dari garis tengah gelombang ke puncak atau lembah.

4 Maxwell (1873), menyatakan bahwa cahaya yang terlihat terdiri dari gelombang elektromagnetik. Radiasi Elektromagnetik adalah emisi dan transmisi energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Kecepatan cahaya (c) dlm tabung = 3,00 x 10 8 m/dt Seluruh radiasi elektromagnetik l x n = c

5

6 Foton memiliki frekuensi (v) 6,0 x 10 4 Hz. Ubahlah frekuensi ini menjadi panjang gelombang (nm). Apakah frekuensi ini dapat terlihat? l x n = c l = c/n l = 3,00 x 10 8 m/dt / 6,0 x 10 4 Hz l = 5,0 x 10 3 m l = 5,0 x nm l n Gelombang radio

7 Masalah #1, Black Body Problem Diselesaikan oleh Planck pada tahun 1900 Energi (cahaya) dapat dipancarkan atau diserap hanya dalam kuantitas diskrit (kuantum). E = h x n Konstanta Planck (h) h = 6,63 x J s

8 Masalah #2, Efek Fotolistrik Ditemukan Einstein di th 1905 Caya memiliki: 1. Sifat-sifat gelombang 2. Sifat-sifat partikel hn KE e - foton merupakan partikel cahaya hn = EK + EB EK = hn - EB

9 Jika tembaga disinari dengan elektron berenergi tinggi, Sinar X akan dipancarkan. Hitung energi foton (dlm joule) jika panjang gelombang sinar X 0,154 nm. E = h x n E = h x c / l E = 6,63 x (J s) x 3,00 x 10 8 (m/s) / 0,154 x 10-9 (m) E = 1,29 x J

10 MODEL ATOM BOHR (1913) 1. e - hanya dapat memiliki besaran energi yg spesifik (terkuantisasi). 2. cahaya dipancarkan sebagai gerakan e - dari suatu tingkat energi level tingkat energi yg lebih rendah. n (bilangan kuantum utama) = 1,2,3, R H (konstanta Rydberg) = 2,18 x J 1 E n = -R H ( ) n 2 E foton = DE = E f - E i 1 E f = -R H ( ) n 2 f 1 E i = -R H ( ) n 2 i 1 1 n 2 DE = R H ( ) i n 2 f

11 Hitung panjang gelombang (dlm nm) dari suatu foton yang dipancarkan oleh atom hidrogen ketika elektron turun dari kondisi n = 5 menjadi kondisi n = 3. E foton = DE = R H ( ) E foton = 2,18 x J x (1/25-1/9) E foton = DE = -1,55 x J E foton = h x c / l l = h x c / E foton 1 1 n 2 l = 6,63 x (J s) x 3,00 x 10 8 (m/dt)/1,55 x J l = nm i n 2 f

12 KONFIGURASI ELEKTRON

13 RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER In 1926 Schrodinger menulis suatu rumusan yang mendeskripsikan sifat-sifat partikel dan gelombang dari e - Fungsi gelombang (Y) menyatakan: 1. energi e - memiliki jml tertentu Y 2. probabilitas memperoleh e - dalam suatu volume ruang Rumus Schrodinger hanya dapat memprediksi atom hidrogen. Untuk sistem dengan banyak elektron hanya dapat dilakukan perkiraan.

14 RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER Y = fn(n, l, m l, m s ) bilangan kuantum utama n n = 1, 2, 3, 4,. jarak e - dari inti n=1 n=2 n=3

15 RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER Bilangan kuantum momentum sudut l Untuk nilai tertentu n, l = 0, 1, 2, 3, n-1 n = 1, l = 0 n = 2, l = 0 or 1 n = 3, l = 0, 1, or 2 Y = fn(n, l, m l, m s ) l = 0 l = 1 l = 2 l = 3 orbital s orbital p orbital d orbital f Ukuran volume ruangan yang ditempati e -

16 l = 0 (orbital s) l = 1 (orbital p)

17 l = 2 (orbital d)

18 RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER Y = fn(n, l, m l, m s ) Bilangan kuantum magnetik m l Untuk nilai tertentu l m l = -l,., 0,. +l Jika l = 1 (orbital p), m l = -1, 0, or 1 Jika l = 2 (orbital d), m l = -2, -1, 0, 1, or 2 orientasi orbital dlm ruang

19 m l = -1 m l = 0 m l = 1 m l = -2 m l = -1 m l = 0 m l = 1 m l = 2

20 RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER Y = fn(n, l, m l, m s ) bilangan kuantum spin elektron m s m s = +½ or -½ m s = +½ m s = -½

21 RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER Eksistensi (dan energi) elektron pd atom dideskripsikan oleh fungsi gelombang khas Y. Prinsip larangan Pauli tidak ada elektron dalam satu atom yang memiliki keempat bilangan kuantum yg sama. Tiap kursi teridentifikasi secara khusus (E, R12, S8) Tiap posisi hanya dapat menampung satu individu pada suatu waktu

22

23 RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER Kulit elektron dengan nilai n yang sama Subkulit elektron dengan nilai n dan l yang sama Orbital elektron dg nilai n, l, dan m l yang sama Berapa banyak elektron yg dapat ditampung orbital? Jika n, l, dan m l tetap, maka m s = ½ or - ½ Y = (n, l, m l, ½) or Y = (n, l, m l, -½) Satu orbital dapat menampung 2 elektron

24 Berapa banyak orbital 2p terdapat pada atom? n=2 2p 3 orbital jika l = 1, maka m l = -1, 0, or +1 l = 1 Berapa banyak elektron dapat ditempatkan pada subkulit 3d? n=3 If l = 2, maka m l = -2, -1, 0, +1, or +2 3d 5 orbital dapat menampung total 10 e - l = 2

25 Energi di orbital pada atom dengan satu elektron Energi hanya ditentukan oleh bilangan kuantum utama n n=2 n=3 1 E n = -R H ( ) n 2 n=1

26 Energi di orbital pd atom dg banyak elektron Energi ditentukan oleh n dan l n=3 l = 0 n=3 l = 1 n=2 l = 0 n=2 l = 1 n=3 l = 2 n=1 l = 0

27 Tata cara pengisian elektron pada orbital dengan energi terendah (prinsip Aufbau) C 6 elektron B 5 elektron Be 4 elektron Li 3 elektron Li 1s 2 2s 1 Be 1s 2 2s 2 B 1s 2 2s 2 2p 1 He 2 elektron H 1 elektron H 1s 1 He 1s 2

28 Susunan elektron yang paling stabil dalam subkulit adalah susunan dengan jumlah spin paralel terbanyak (aturan Hund). Ne 10 elektron F 9 elektron O 8 elektron N 7 elektron C 6 elektron C 1s 2 2s 2 2p 2 N 1s 2 2s 2 2p 3 O 1s 2 2s 2 2p 4 F 1s 2 2s 2 2p 5 Ne 1s 2 2s 2 2p 6

29 Urutan pengisian subkulit pada atom berelektron banyak 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s

30 Konfigurasi electron merupakan bagaimana elektron tersebar di antara berbagai orbital atom. Bilangan kuantum utama n 1s 1 jumlah elektron pd orbital atau subkulit Bilangan kuantuk momentum sudut l diagram orbital H 1s 1

31 Paramagnetik Elektron tdk berpasangan Diamagnetik Seluruh elektron berpasangan 2p 2p

32 Berapakah konfigurasi elektron Mg? Mg 12 elektron 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s 1s 2 2s 2 2p 6 3s = 12 elektron Tersusun menjadi [Ne]3s 2 [Ne] 1s 2 2s 2 2p 6 Berapakah nomor kuantum yang mungkin bagi elektron subkulit terluar Cl? Cl 17 elektron 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p = 17 elektron Elektron terakhir ditambahkan pd orbital 3p n = 3 l = 1 m l = -1, 0, or +1 m s = ½ or -½