struktur elektron atomexpertcourse.net/assets/document/modul/teknik/kimia-dasar-1/bab6.pdf · sifat...
TRANSCRIPT
Sifat Gelombang
3
Panjang gelombang (l) menyatakan jarak di antara titik-titik yang identik pdgelombang-gelombang yang berurutan.
Amplitudo adalah jarak vertikal dari garis tengah gelombang ke puncak ataulembah.
Frekuensi (n) adalah jumlah gelombang yang melewati titik tertentu dalam 1 dtk (Hz = 1 siklus/dt).
laju (u) gelombang = l x n
4
Maxwell (1873), menyatakan bahwa cahaya yang terlihat terdiri dari gelombang elektromagnetik.
Radiasi Elektromagnetikadalah emisi dan transmisienergi dalam bentukgelombang elektromagnetik.
Kecepatan cahaya (c) dlm tabung = 3,00 x 108 m/dt
Seluruh radiasi elektromagnetikl x n = c
6
l x n = c
l = c/n
l = 3,00 x 108 m/dt / 6,0 x 104 Hzl = 5,0 x 103 m
Gelombang radio
Foton memiliki frekuensi (v) 6,0 x 104 Hz. Ubahlahfrekuensi ini menjadi panjang gelombang (nm). Apakahfrekuensi ini dapat terlihat?
l = 5,0 x 1012 nm
l
n
Masalah #1, “Black Body Problem” Diselesaikanoleh Planck pada tahun1900
7
Energi (cahaya) dapat dipancarkan ataudiserap hanya dalam kuantitas diskrit(kuantum).
E = h x nKonstanta Planck (h)h = 6,63 x 10-34 J•s
Masalah #2, “Efek Fotolistrik” Ditemukan Einstein di tahun 1905
8
Caya memiliki:
1. Sifat-sifat gelombang
2. Sifat-sifat partikel
hn = EK + EB
foton merupakan “partikel” cahaya
EK = hn - EB
hn
KE e-
9
E = h x n
E = 6,63 x 10-34 (J•s) x 3,00 x 10 8 (m/s) / 0,154 x 10-9 (m)
E = 1,29 x 10 -15 J
E = h x c / l
Jika tembaga disinari dengan elektron berenergi tinggi, SinarX akan dipancarkan. Hitung energi foton (dlm joule) jikapanjang gelombang sinar X 0,154 nm.
Model Atom Bohr (1913)
10
1. e- hanya dapat memilikibesaran energi yg spesifik(terkuantisasi).
2. cahaya dipancarkan sebagaigerakan e- dari suatu tingkatenergi level tingkat energi yglebih rendah.
En = -RH ( )1n2
n (bilangan kuantum utama) = 1,2,3,…
RH (konstanta Rydberg) = 2,18 x 10-18J
Efoton = DE = Ef - Ei
Ef = -RH ( )1n2
f
Ei = -RH ( )1n2
i
i f
DE = RH ( )1n2
1n2
11
Efoton = 2,18 x 10-18 J x (1/25 - 1/9)
Efoton = DE = -1,55 x 10-19 J
l = 6,63 x 10-34 (J•s) x 3,00 x 108 (m/dt)/1,55 x 10-19J
l = 1.280 nm
Hitung panjang gelombang (dlm nm) dari suatu foton yang dipancarkan olehatom hidrogen ketika elektron turun dari kondisi n = 5 menjadi kondisi n = 3.
Efoton = h x c / l
l = h x c / Efoton
i f
DE = RH ( )1n2
1n2
Efoton =
Rumus Gelombang Schrodinger
13
In 1926 Schrodinger menulis suatu rumusan yang mendeskripsikansifat-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 dilakukanperkiraan.
Rumus Gelombang Schrodinger
14
Y = fn(n, l, ml, ms)
bilangan kuantum utama n
n = 1, 2, 3, 4, ….n=1 n=2 n=3
jarak e- dari inti
Rumus Gelombang Schrodinger
15
Bilangan kuantum momentum sudut l
Untuk nilai tertentu n, l = 0, 1, 2, 3, … n-1
n = 1, l = 0n = 2, l = 0 or 1
n = 3, l = 0, 1, or 2
Ukuran “volume” ruangan yang ditempati e-
l = 0 orbital sl = 1 orbital pl = 2 orbital dl = 3 orbital f
Y = fn(n, l, ml, ms)
Rumus Gelombang Schrodinger
18
Y = fn(n, l, ml, ms)
Bilangan kuantum magnetik ml
Untuk nilai tertentu lml = -l, …., 0, …. +l
orientasi orbital dlm ruang
Jika l = 1 (orbital p), ml = -1, 0, or 1Jika l = 2 (orbital d), ml = -2, -1, 0, 1, or 2
Rumus Gelombang Schrodinger
20
Y = fn(n, l, ml, ms)
bilangan kuantum spin elektron ms
ms = +½ or -½
ms = -½ms = +½
Rumus Gelombang Schrodinger
21
Eksistensi (dan energi) elektron pd atom dideskripsikanoleh fungsi gelombang khas Y.
Prinsip larangan Pauli – tidak ada elektron dalam satuatom 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
Rumus Gelombang Schrodinger
23
Kulit – elektron dengan nilai n yang sama
Subkulit – elektron dengan nilai n dan l yang sama
Orbital – elektron dg nilai n, l, dan ml yang sama
Berapa banyak elektron yg dapat ditampung orbital?
Jika n, l, dan ml tetap, maka ms = ½ or - ½
Y = (n, l, ml, ½) or Y = (n, l, ml, -½)
Satu orbital dapat menampung 2 elektron
24
Berapa banyak orbital 2p terdapat pada atom?
2p
n=2
l = 1
jika l = 1, maka ml = -1, 0, or +1
3 orbital
Berapa banyak elektron dapat ditempatkan pada subkulit 3d?
3d
n=3
l = 2
If l = 2, maka ml = -2, -1, 0, +1, or +2
5 orbital dapat menampung total 10 e-
25
Energi di orbital pada atom dengan satu elektron
Energi hanya ditentukan oleh bilangan kuantum utama n
En = -RH ( )1n2
n=1
n=2
n=3
26
Energi di orbital pd atom dg banyak elektron
Energi ditentukan oleh n dan l
n=1 l = 0
n=2 l = 0n=2 l = 1
n=3 l = 0n=3 l = 1
n=3 l = 2
27
“Tata cara pengisian” elektron pada orbital dengan energi terendah(prinsip Aufbau)
H 1 elektron
H 1s1
He 2 elektron
He 1s2
Li 3 elektron
Li 1s22s1
Be 4 elektron
Be 1s22s2
B 5 elektron
B 1s22s22p1
C 6 elektron
28
Susunan elektron yang paling stabil dalam subkulit adalahsusunan dengan jumlah spin paralel terbanyak (aturan Hund).
C 6 elektron
C 1s22s22p2
N 7 elektron
N 1s22s22p3
O 8 elektron
O 1s22s22p4
F 9 elektron
F 1s22s22p5
Ne 10 elektron
Ne 1s22s22p6
29
Urutan pengisiansubkulit 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.
1s1
Bilangan kuantum utama n Bilangan kuantukmomentum sudut l
jumlah elektronpd orbital atau subkulit
diagram orbital
H
1s1
32
Berapakah konfigurasi elektron Mg?
Mg 12 elektron
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s
1s22s22p63s2 2 + 2 + 6 + 2 = 12 elektron
Tersusun menjadi [Ne]3s2 [Ne] 1s22s22p6
Berapakah nomor kuantum yang mungkin bagielektron subkulit terluar Cl?
Cl 17 elektron 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s
1s22s22p63s23p5 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17 elektron
Elektron terakhir ditambahkan pd orbital 3p
n = 3 l = 1 ml = -1, 0, or +1 ms = ½ or -½