HYDROGEN ATOM SPECTRUMCahaya yang dihasilkan oleh atom-atom gas hidrogen dan dianalisa dengan spektrometer membentuk spektrum garis yaitu terdiri warna merah (656 nm)-hijau (486 nm)-biru (434 nm)-ungu (410 nm).TEORI KUANTUM MAX PLANCKTahun 1900 Max Planck mengajukan teori kuantum yang pada dasarnya merupakan gagasan tentang partikel gelombang, menurut Max Planck radiasi elektromagnet bersifat diskrit, terdiri dari paket-paket kecil (kuanta) atau partikel. Gagasan Max Planck ini bertentangan dengan teori fisika klasik yang menganggap radiasi elektromagnet sebagi gelombang kontinu, tidak merupakan partikel.

MENU UTAMA

MENU UTAMA

MENU UTAMA

MENU UTAMA

Einstein mendukung gagasan max Planck dan menamai partikel radiasi tersebut dengan foton. Setiap foton mempunyai energi tertentu yang bergantung pada frekuensi atau panjang gelombangnya.

E = h x f atau E = h x

c

E = energi radiasi h = tetapan Planck = 6,63 . 10-34 J detmakin besar panjang gelombang makin kecil energinya.Diantara sinar tampak, sinar ungu mempunyai energi terbesar.

MENU UTAMA

Bohr’s Atomic ModelBerdasarkan teori atom Rutherford dan teori kuantum Planck, Bohr mengajukan postulat tentang model atom, yaitu:a.Elektron-elektron dalam suatu atom mengelilingi inti pada lintasan tertentu yang disebut lintasan stasioner. Pada lintasan ini, elektron tidak menyerap atau melepaskan energi.

b. Elektron akan melepaskan energi (berupa foton) jika elektron tersebut berpindah ke lintasan yang lebih rendah tingkat energinya, dan elektron akan menyerap energi jika berpindah ke lintasan dengan tingkat energi lebih tinggi (lintasan lebih luar).

MENU UTAMA

QUANTUM MECHANICS THEORYThe Bohr’s atomic theory was developed and corected by

other scientists and finally there obtained (diperoleh) a modern atomic theory known as quantum mechancs theory. The followings are explanations about the quantum mechanics theory initiated (diawali) by de Broglie wave and Heisenberg uncertainty principle.

1. Tahun 1923 seorang fisikawan Perancis, Louis De Broglie mengusulkan bahwa elektron mempunyai sifat gelombang dan sebagai partikel. De Broglie menghitung bahwa setiap partikel mempunyai panjang gelombang yang sama dengan konstanta plank (h) yang dibagi dengan momentum partikel (p).

Teori Kuantum Modern memiliki tiga dasar:1. Sifat gelombang materi yang dikembangkan oleh De

Broglie (1924)2. Persamaan gelombang yang dikembangkan oleh

Schrodinger (1927)3. Prinsip ketidakpastian yang dikembangkan oleh

Heisenberg (1927).

MENU UTAMA

Planck dan Einstein menyatakan Planck dan Einstein menyatakan

bahwa radiasi energi selain bahwa radiasi energi selain

bersifat gelombang juga bersifat bersifat gelombang juga bersifat

partikel. partikel.

Louis de Broglie mengemukakan Louis de Broglie mengemukakan

teorinya bahwa materi yang teorinya bahwa materi yang

bergerak selalu disertai bergerak selalu disertai

gelombang. Jadi, partikel selain gelombang. Jadi, partikel selain

bersifat materi juga dapat bersifat materi juga dapat

bersifat gelombang. bersifat gelombang.

Bentuk gelombang yang merupakan radiasi dari energi

Werner Heisenberg (1927) membuktikan bahwa kedudukan Werner Heisenberg (1927) membuktikan bahwa kedudukan

partikel seperti elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti partikel seperti elektron tidak dapat ditentukan dengan pasti

pada saat yang sama. Konsep Heisenberg itu dikenal sebagai pada saat yang sama. Konsep Heisenberg itu dikenal sebagai

konsep ketidakpastian Heisenberg. konsep ketidakpastian Heisenberg.

Elektron tidak mungkin mempunyai orbit (kulit) yang pasti dalam Elektron tidak mungkin mempunyai orbit (kulit) yang pasti dalam

mengelilingi inti, yang mungkin dapat ditentukan adalah mengelilingi inti, yang mungkin dapat ditentukan adalah

kebolehjadian menemukan elektron di daerah tertentu dalam kebolehjadian menemukan elektron di daerah tertentu dalam

atom. Daerah atau ruang tempat elektron dapat ditemukan atom. Daerah atau ruang tempat elektron dapat ditemukan

disebut orbital. Orbital merupakan tingkat energi tertentu dalam disebut orbital. Orbital merupakan tingkat energi tertentu dalam

atom. Besar, bentuk, dan kedudukan dalam ruang suatu orbital atom. Besar, bentuk, dan kedudukan dalam ruang suatu orbital

ditentukan berdasarkan teori mekanika gelombang atau ditentukan berdasarkan teori mekanika gelombang atau

mekanika kuantum. mekanika kuantum.

Untuk menentukan kedudukan atau posisi elektron dalam atom Untuk menentukan kedudukan atau posisi elektron dalam atom

secara teoretis dilakukan dengan menggunakan bilangan secara teoretis dilakukan dengan menggunakan bilangan

kuantum. kuantum.

Ada empat bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama Ada empat bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama

((nn), bilangan kuantum azimut (l), bilangan kuantum magnetik ), bilangan kuantum azimut (l), bilangan kuantum magnetik

((mm), dan bilangan kuantum spin (), dan bilangan kuantum spin (ss). ).

Bilangan kuantum utama, azimut, dan magnetik menyatakan Bilangan kuantum utama, azimut, dan magnetik menyatakan

posisi suatu elektron dalam atom, sedangkan bilangan kuantum posisi suatu elektron dalam atom, sedangkan bilangan kuantum

spin menyatakan arah putaran elektron.spin menyatakan arah putaran elektron.

Elektron berada pada tingkat energi tertentu. Bilangan kuantum Elektron berada pada tingkat energi tertentu. Bilangan kuantum

utama (utama (nn) menyatakan di tingkat energi utama (kulit) mana ) menyatakan di tingkat energi utama (kulit) mana

elektron berada. Nilai n dari bilangan kuantum utama adalah elektron berada. Nilai n dari bilangan kuantum utama adalah

satu sampai dengan tujuh. satu sampai dengan tujuh. Jumlah Elektron Maksimal pada Tingkat Energi Utama (Kulit)Jumlah Elektron Maksimal pada Tingkat Energi Utama (Kulit)

Bilangan kuantum azimut menyatakan di subkulit mana elektron Bilangan kuantum azimut menyatakan di subkulit mana elektron

berada. Orbital dinyatakan dalam lambang berada. Orbital dinyatakan dalam lambang ss untuk untuk ll = 0, = 0, pp untuk untuk

ll = 1, = 1, dd untuk untuk ll = 2, dan = 2, dan ff untuk untuk ll = 3. Banyaknya orbital pada = 3. Banyaknya orbital pada

tiap tingkat energi utama (kulit) sesuai dengan harga n. Harga l tiap tingkat energi utama (kulit) sesuai dengan harga n. Harga l

dimulai dari 0 sampai dengan dimulai dari 0 sampai dengan nn–1. –1. Bilangan Kuantum Azimut pada Tingkat Energi UtamaBilangan Kuantum Azimut pada Tingkat Energi Utama

Bilangan kuantum magnetik menyatakan di orbital mana Bilangan kuantum magnetik menyatakan di orbital mana

elektron berada. Nilai bilangan kuantum magnetik (elektron berada. Nilai bilangan kuantum magnetik (mm) )

tergantung pada harga bilangan kuantum azimut (tergantung pada harga bilangan kuantum azimut (ll), yaitu dari ), yaitu dari

– – ll sampai dengan + sampai dengan + ll . Orbital biasanya digambarkan dalam . Orbital biasanya digambarkan dalam

bentuk segi empat.bentuk segi empat.1.1. Orbital Orbital ss ( (ll = 0) mempunyai harga = 0) mempunyai harga mm

= 0. Artinya, orbital s hanya ada satu.= 0. Artinya, orbital s hanya ada satu.

2.2. Orbital Orbital pp ( (ll = 1) mempunyai harga = 1) mempunyai harga mm

= –1, 0, +1. Artinya, orbital p ada tiga. = –1, 0, +1. Artinya, orbital p ada tiga.

Ketiga orbital itu mempunyai tingkat Ketiga orbital itu mempunyai tingkat

energi yang sama.energi yang sama.

3.3. Orbital Orbital dd ( (ll = 2) mempunyai harga = 2) mempunyai harga mm

= –2, –1, 0, +1, +2. Artinya, orbital d ada = –2, –1, 0, +1, +2. Artinya, orbital d ada

lima yang tingkat energinya sama.lima yang tingkat energinya sama.

4.4. Orbital Orbital ff ( (ll = 3) mempunyai harga = 3) mempunyai harga mm

= –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3. Artinya orbital = –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3. Artinya orbital

ff ada tujuh, yang memiliki tingkat energi ada tujuh, yang memiliki tingkat energi

yang sama.yang sama.

Bilangan Kuantum Magnetik (Bilangan Kuantum Magnetik (mm) pada Orbital () pada Orbital (ll))

Bilangan kuantum spin menyatakan ke arah mana elektron Bilangan kuantum spin menyatakan ke arah mana elektron

berputar. berputar.

Jika arah putaran berlawanan maka elektron akan berlaku Jika arah putaran berlawanan maka elektron akan berlaku

sebagai kutub magnet yang berlawanan, jadi akan tarik-menarik. sebagai kutub magnet yang berlawanan, jadi akan tarik-menarik.

Jika arah putaran searah maka elektron akan tolak-menolak, Jika arah putaran searah maka elektron akan tolak-menolak,

sehingga satu orbital maksimal hanya berisi dua elektron. sehingga satu orbital maksimal hanya berisi dua elektron.

Masing-masing elektron mempunyai harga Masing-masing elektron mempunyai harga ss = (searah jarum = (searah jarum

jam) dan jam) dan ss = (berlawanan arah jarum jam). = (berlawanan arah jarum jam).

1

2

1

2

Elektron di dalam orbital digambarkan dengan anak panah, yang Elektron di dalam orbital digambarkan dengan anak panah, yang

dikenal dengan diagram orbital. dikenal dengan diagram orbital.

Harga s = digambarkan dengan anak panah ke atas: Harga s = digambarkan dengan anak panah ke atas:

Harga s = digambarkan dengan anak panah ke bawah: Harga s = digambarkan dengan anak panah ke bawah:

Jika orbital terisi penuh elektron maka digambarkan dengan Jika orbital terisi penuh elektron maka digambarkan dengan

anak panah ke atas dan ke bawah: .anak panah ke atas dan ke bawah: .

1

2

1

2

1

2

1

2

Satu orbital maksimal berisi dua elektron maka:

– orbital s maksimal berisi 2 elektron:

– orbital p maksimal berisi 6 elektron:

– orbital d maksimal berisi 10 elektron:

– orbital f maksimal berisi 14 elektron:

Salah satu dari 7 orbital f

MENU UTAMA

MENU UTAMA

Bentuk-bentuk orbital Bentuk-bentuk orbital ss

Orbital 2Orbital 2ssOrbital 1Orbital 1ss

Orbital p

MENU UTAMA

Orbital d

MENU UTAMA

Asas aufbau Asas aufbau

menyatakan bahwa menyatakan bahwa

pengisian elektron pada pengisian elektron pada

orbital dimulai dari orbital dimulai dari

tingkat energi terendah tingkat energi terendah

ke tingkat energi yang ke tingkat energi yang

lebih tinggi. lebih tinggi.

Orbital s mempunyai Orbital s mempunyai

tingkat energi terendah tingkat energi terendah

dan berturut-turut makin dan berturut-turut makin

tinggi untuk orbital tinggi untuk orbital pp, , dd, ,

dan dan ff. .

Asas larangan Pauli menyatakan bahwa tidak mungkin dalam Asas larangan Pauli menyatakan bahwa tidak mungkin dalam

satu atom ada dua elektron yang harga keempat bilangan satu atom ada dua elektron yang harga keempat bilangan

kuantumnya sama.kuantumnya sama.

Contoh:Contoh:

Li (n.a Na = 3): Elektron pertama dan kedua dari atom litium

mempunyai harga keempat bilangan kuantum yang sama

dengan elektron pertama dan elektron kedua helium. Bilangan

kuantum elektron ketiga litium adalah sebagai berikut.

n = 2 m = 0

l = 0 s =

1

2

Menurut kaidah Hund, pengisian elektron pada orbital-orbital Menurut kaidah Hund, pengisian elektron pada orbital-orbital

yang tingkat energinya sama, elektron tidak berpasangan yang tingkat energinya sama, elektron tidak berpasangan

terlebih dahulu sebelum orbital-orbital lainnya masing-masing terlebih dahulu sebelum orbital-orbital lainnya masing-masing

terisi satu elektron.terisi satu elektron.

Contoh:Contoh:

C (n.a C = 6):C (n.a C = 6):

N (n.a N = 7):N (n.a N = 7):

Blok pada tabel periodik bentuk panjang