2. Spektrum Atom Hidrogen

Transkripsi

1 Struktur Atom 1. Teori Atom (Model Atom) 1.1 Dalto Hukum Lavoisier & Proust kosep: atom 1. Tomso Hatara listrik Tabug siar katoda Peemua elektro Radioaktifitas kosep: elektro 1.3 Ruterford Percobaa berkas siar α melalui lempeg tipis. Siar α kosep: iti atom 1.4 Niels Bor Spektrum atom H (deret Balmer, dll.) Persamaa Rydberg kosep: orbit, kulit elektro 1.5 Mekaika Kuatum Spektrum yag lebi kompleks utuk atom berelektro bayak. Peemua sifat gelombag dari materi (debroglie, Heiseberg, Scrodiger) kosep: subkulit, bil. kuatum, orbital Departeme Kimia FMIPA ITB

2 . Spektrum Atom Hidroge.1 Percobaa Balmer Siar puti dilewatka pada atom H (berupa gas), lalu didispersika (lewat prisma) da ditagkap ole layar. Diperole garis-garis itam pada beberapa pajag gelombag.. Percobaa Lyma Percobaa serupa, tetapi yag diamati adala daera UV. Setela itu diikuti percobaa Pasce, Bracket, Pfud, Humprey..3 Persamaa Rydberg Lyma: Balmer: 1 1 = RH 1 λ = RH λ Secara umum: = RH λ 1 atau: 3. Teori Atom Niels Bor & Spektrum Atom H 3.1 Teori Atom Niels Bor Niels Bor meyataka bawa: Elektro bergerak di sekelilig iti pada litasa tertetu (disebut orbit), dega eergi tertetu dega megikuti ukum-ukum mekaika klasik. Elektro dapat berpida dega meyerap atau memacarka eergi (dalam betuk gelombag elektromagetik, dega frekuesi sesuai ukum Plack: E= ν ). Mometum sudut elektro merupaka kelipata dari π (serig disebut sebagai postulat Niels Bor). mvr = dega: = bilaga kuatum π Departeme Kimia FMIPA ITB

3 3. Jari-Jari Atom (Jari-Jari Litasa Elektro) Mekaika klasik: F = F 1 4πε 0 e r c sp mv = r Postulat Niels Bor: mvr = Dari kedua persamaa di atas, diperole jari-jari litasa elektro: ε0 r = r a r = a0 0 = 0,59 π me 3.3 Eergi Elektro Dari jumla EK + EP: E 4 = me 1 13,6 R 8ε = = ev 1 E o 3.4 Spektrum H Elektro yag berpida dari litasa 1 ke ( > 1 ), aka meyerap eergi sebesar: R R 1 1 E= E E = = R Berdasarka Plack, gelombag elektromagetik yag diserap, aka memiliki frekuesi yag memeui ubuga: c E= ν = λ 1 R 1 1 = λ c Atom Serupa H (He +, Li +, O 7+ ) ε r = π me o r ( 9,1 10 kg )( 1,6 10 ) 34 1 ( Js) ( ) m e E = = 8ε 8 6,6 10 8, o = 13,6 ev E Departeme Kimia FMIPA ITB

4 4. Sejara Mekaika Kuatum/Mekaika Gelombag 4.1 Sifat Diskrit dari Gelombag Gelombag elektromaget bersifat diskrit. Sifat diskrit ii bisa mejelaska percobaa radiasi beda itam. E = ν (E foto) = tetapa Plack ν = frekuesi (Dapat mejelaska radiasi beda itam) Feomea sifat diskrit gelombag: efek fotolistrik Eistei: ν = E o + EK e 4. Sifat Partikel dari Gelombag Efek Compto ~~~~~~~~~~ ν = ν + EK e Jika foto diaggap mempuyai massa, maka bisa dituruka ubuga mometum foto dega pajag gelombag foto. ν = mc = mc λ (Eistei + Plack) 4.3 Sifat Gelombag dari Partikel Hipotesis debroglie: λ = mv Postulat Niels Bor dapat diyataka secara berbeda: bawa kelilig litasa elektro merupaka kelipata bulat dari pajag gelombag debroglie. Percobaa Davisso & Germer: Berkas elektro dilewatka pada kisi kristal megasilka pola difraksi elektro. Pajag gelombag yag diitug berdasarka pola difraksi itu bersesuaia dega pajag gelombag debroglie. Lebi jau lagi, sifat-sifat sistem partikel kecil (yag meujukka sifat kuatum atau sifat gelombag) dapat dituruka lewat persamaa gelombag Scrodiger. Departeme Kimia FMIPA ITB

5 5. Teori Atom Mekaika Gelombag 5.1 Peyelesaia Pers. Scrodiger utuk Atom Persamaa diferesial Scrodiger yag diterapka utuk atom, megasilka peyelesaia berupa: berbagai tigkat eergi elektro dalam atom fugsi gelombag yag meggambarka daera gerak elektro. Daera gerak elektro disebut orbital. Orbital adala daera kebolejadia terbesar utuk meemuka elektro. Peyelesaia persamaa Scrodiger, memuculka beberapa parameter, yag disebut sebagai bilaga kuatum. Atom H E =... Ψ lm,, =... Atom He da yag lebi besar E l, =... Ψ lm,, = Bilaga Kuatum Bilaga kuatum utama: = 1,, 3, Kosep: Fisik: meujuk pada kulit elektro meggambarka ukura orbital Bilaga kuatum orbital (azimut): l = 0, 1,,, (-1) Kosep: meujuk pada subkulit 0 s, 1 p, d, dst. Fisik: meggambarka betuk orbital Bilaga kuatum magetik: m = -l,, 0,, +l Kosep: meujuk pada orbital dalam subkulit (p x, p y, p z ) Fisik: meggambarka orietasi orbital Bilaga kuatum spi: s = ±½ Meujukka ara spi elektro Departeme Kimia FMIPA ITB

6 5.3 Atura Pegisia Elektro Prisip Aufbau: elektro megisi orbital dimulai dari subkulit dega eergi tereda. (Atura +,, berlaku utuk selai H) Laraga Pauli: tidak mugki ada elektro yag mempuyai spi yag sama dalam orbital yag sama, ATAU Dalam suatu atom, tidak mugki ada elektro yag mempuyai keempat bilaga kuatum yag sama. Atura Hud: Pada pegisia orbital-orbital dalam subkulit yag sama (yag eergiya sama), elektro-elektro cederug tak berpasaga. 1s s p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f Subkulit p: p x p y p z Atura subkulit peu da setega peu: 5.4 Kofigurasi elektro Kof.el. ~ suatu cara utuk meggambarka pegisia elektro dalam (sub)kulit-(sub)kulit. 11Na: 1s s p 6 3s 1 Pegisia dalam orbital-orbital digambarka dalam diagram elektro. Elektrovalesi ~ elektro di kulit terluar (dega terbesar). Kofigurasi yag stabil: kofigurasi dega pegisia sesuai Aufbau da Hud, kecuali: 3d 4 4s 3d 5 4s 1 3d 9 4s 3d 10 4s 1 (Atura peu da setega peu) Departeme Kimia FMIPA ITB

7 6. Sifat-Sifat Atom 6.1 Eergi Ioisasi ~ eergi yag dibutuka ole suatu atom utuk melepaska elektro di kulit terluarya dalam fasa gas. Eergi ioisasi pertama (EI 1 ), eergi ioisasi kedua (EI ), dst. Na(g) Na + (g) + e H = EI1 Na + (g) Na + (g) + e H = EI Ioisasi dimulai dari elektrovalesi, buka dari elektro dalam subkulit dega eergi terbesar. Dari data EI 1, EI, dst. dapat diketaui jumla elektrovalesi. Coto: 6. Afiitas Elektro ~ eergi yag dilepaska ketika suatu atom meerima elektro dalam fasa gas. Cl(g) + e Cl - (g) H = AE H < 0 O(g) + e O - (g) H < 0 O - (g) + e O = (g) H > Sifat Maget Sifat maget ditetuka ole jumla elektro tak berpasaga. Diamagetik: Paramagetik: Feromagetik: tidak ditarik maget, baka kadag agak ditolak. (tidak memiliki elektro yag tak berpasaga). ditarik maget dega lema. ditarik maget dega kuat. Departeme Kimia FMIPA ITB