Mekanika Kuantum

Model atom mekanika kuantum menjadi salah satu model atom paling terbaru yg digunakan hingga kini ini.

Untuk modelnya sendiri berwujud atom dgn inti atom serta proton terletak ditengah sementara elektron mengelilinginya dlm suatu orbital.

Dikutip dlm Khan Academy, Erwin Schrodingier yg merupakan seorang ilmuan mengemukakan model atom mekanika kuantum ini didasari oleh Prinsip Ketidakpastian Heisenberg serta hipotesis dr Louis de Broglie.

Selengkapnya terkait Mekanika Kuantum, simak ulasannya di bawah ini baik – baik ya.

Teori Mekanika Kuantum

Berikut ini adalah beberapa teori mekanika kuantum yg dikemukakan oleh beberapa jago, antar lain:

1. Max Planck

Max Planck ialah seorang fisikawan asal Jerman yg dianggap sebagai bapak dr mekanika kuantum.

Ia mematahkan teori fisika klasik yg menyebutkan bila cahaya yaitu suatu gelombang.

Teori dr fisika klasik itu pula bertahan usang sampai Planck dapat menjumpai adanya teori baru serta sungguh revolusioner, yakni adanya gelombang cahaya yg masuk ke dlm gelombang serta sebuah partikel.

2. Werner Heisenberg

Teori yg dikemukakan oleh Heisenberg ini biasa disebut selaku teori ketidakpastian.

Kenapa disebut dgn teori ketidakpastian?

Hal tersebut dikarenakan posisi sekaligus momentum elektron tak mampu diputuskan dgn niscaya.

3. Louis de Broglie

Louis de Broglie menyebutkan jika partikel kecil yg bergerak amat cepat seperti elektron ini mempunyai sifat menyerupai gelombang.

De Broglie pun merumuskan sebuah persamaan atau rumus yg mana panjang gelombang yg ditimbulkan pada dikala suatu partikel bergerak.

Berikut rumus atau persamaannya:

Keterangan:

• λ = panjang gelombang
• h = ketetapan planck
• m = massa
• v = cepat rambat gelombang

4. Erwin Schrodinger

Dari teori de Broglie serta Heisenberg, maka timbulkan teori dr Schrodinger yg menyebutkan bila posisi serta saat-saat elektron tak mampu diputuskan dgn pasti.

Melainkan yg mampu ditentukan ialah probabilitas (kemungkinan wilayahnya) dlm menjumpai elektron.

Kawasan dgn probabilitas menemukan elektron terbesar disebut sebagai orbital.

Untuk menjumpai tingkat energi, bentuk, serta orientasi orbital, maka Schrodinger pun menyebutkan terdapat tiga jenis bilangan kuantum yg terdiri atas bilangan kuantum utama, azimut, serta magnetik.

Model Atom Mekanika Kuantum

Sebelum kalian menuju ke bilangan kuantum, maka semestinya kalian pula mengenali model dr atom mekanika kuantum itu sendiri.

Model dr atom pun mengalami kemajuan dr yg pertama yakni model atom Dalton, kemudian disempurnakan oleh Thomson yg mana hal tersebut masih kurang sempurna serta disempurnakan kembali oleh Rutherford, Berikutnya Bohr, yg ternyata masih terdapat kekurangan sampai pada karenanya meningkat lagi menjadi model atom Mekanika Kuantum hingga sekarang ini.

Berikut ini yakni beberapa model atom yg perlu kalian ketahui, antara lain:

1. Model Atom Thomson

Thomson menjumpai jika serpihan terkecil dr suatu materi bukanlah suatu atom. Sehingga, di dlm teori Dalton ini pun menjadi runtuh.

Ia menjumpai adanya partikel penyusun atom. Thomson pun menjumpai partikel sub atomik dgn muatan negatif  berjulukan elektron/ sinar katoda.

Teori dr Thomson menyebutkan jikalau atom mempunyai muatan dgn nilai positif, lalu ada banyak sekali partikel negatif yg menyelimuti atom itu, sehingga wujudnya terlihat mirip roti kismis.

Oleh alasannya itu, model atom Thomson diketahui pula selaku model bola kismis.

2. Model Atom Dalton

Dalton menuturkan kalau partikel terkecil pada suatu materi disebut sebagai atom.

Sehingga pada ketika terdapat suatu benda lalu dibagi serta dibagi terus menerus hingga kecil, sampai ditemukan benda itu telah tak mampu dibagi lagi. Itu lah yg disebut dgn atom.

3. Model Atom Rutherford

Berikutnya Rutherford pula ingin pertanda apakah teori Thomson benar/ salah.

Ternyata, didapatkan bila atom terdiri atas aneka macam rongga kosong serta mempunyai inti atom yg dgn muatan positif.

Nah, pada massa atom tersebut berpusat di inti, sehingga elektron tak dapat kuat pada massa atom.

4. Model Atom Mekanika Kuantum

Model atom terakhir yg masih eksis sampai waktu sekarang ini merupakan mekanika kuantum.

Pada model satu ini menyebutkan bila atom terdiri atas inti atom dgn muatan positif serta dikelilingi dgn aneka macam awan elektron.

Dari teori itulah ditemui adanya empat jenis orbital, yakni s, p, d, f.

Berikut untuk gambaran modelnya:

5. Model Atom Bohr

Ternyata, untuk model atom Rutherford ini diketahui mempunyai beberapa kekurangan teori.

Yang mana membuat Niels Bohr bareng Ernest Rutherford menjalankan percobaan lagi, hingga pada akibatnya dicetuskan model atom Bohr.

Model satu ini menyebutkan jika atom terdiri atas inti atom yg di dalamnya terkandung proton serta neutron yg dikelilingi dgn elektron.

Sehingga, si elektron tersebut berputar pada orbitnya dgn tingkatan energi tertentu.

Tingkat energi tertentu tersebutlah yg disebut selaku orbit/ kulit atom (n), yakni K, L, M, N.

Namun, model atom Bohr satu ini ternyata pula memiliki kelemahan. Ia cuma bisa menerangkan spektrum dr atom/ ion dgn elektron tunggal.

Bilangan Kuantum

Berikut ini yaitu beberapa macam bilangan kuantum yg perlu kalian ketahui, antara lain:

1. Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum utama menyebutkan jikalau tingkat energi utama elektron yg dimiliki dr suatu atom.

Dalam bilangan satu ini pula dilambangkan dgn adanya n yg melambangkan kulit atom di dlm model atom Bohr.

Kalian dapat me-review kembali jikalau di dlm model atom Bohr ada jenis kulit K (n=1), L (n=2), M (n=3), N (n=4), O (n=5), dst.

Di mana semakin besar nilai n, maka akan makin besar pula ukuran orbital beserta tingkat energinya.

2. Bilangan Kuantum Azimut (l)

Jika tadi bilangan kuantum utama menyebutkan adanya kulit atom, nah bila bilangan azimuth ini akan menyebutkan suatu bentuk orbital/ sub-kulit atom.

Kemudian banyaknya dr sub kulit satu ini pula tergantung dgn banyaknya tingkat energi utama (kulit).

Atau dgn kata lain:

Jika jumlah kulit (n) ialah 1, maka sub kulit (l) yg diperkenankan pula cuma 1.

Perhatikan gambar yg ada di bawah ini:

Begitu seterusnya, tetapi pada waktu kini ini, belum didapatkan adanya atom yg elektronnya mengisi sub kulit 5 g. Sehingga diketahui cuma hingga sub kulit s, p, d, serta f.

3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Berikutnya merupakan bilangan kuantum magnetik dgn lambang m.

Bilangan satu ini menyebutkan orientasi dr orbital, wujud khusus orbital, & ukuran orbital. Yang mana nilai m yg diperkenankan yaitu m = –l hingga +l.

Dari gambar yg ada di atas, maka kalian dapat mengetahui jikalau sub kulit s (l=0) mempunyai harga m=0 yg memiliki arti ia cuma mempunyai 1 buah orbital.

Lalu pada sub kulit p (l=1) mempunyai harga m=-1, 0, 1 yg bermakna ia cuma mempunyai 3 buah orbital. Dan begitu pula seterusnya.

4. Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan kuantum yg terakhir merupakan spin atau biasa dilambangkan dgn aksara s.

Perlu kalian pahami kalau selain berevolusi mengelilingi inti, ternyata elektron pun berotasi juga.

Dan hal itulah yg nantinya akan dibahas di dlm bilangan kuantum spin. Yang mana pada bilangan satu ini akan mendeskripsikan arah spin elektron pada suatu orbital.

Harga s yg diperkenankan merupakan – ½ atau + ½.

Harga s = + ½ akan dilambangkan bersama tanda panah yg mengarah ke arah atas. Sementara pada harga s = – ½ dilambangkan memakai tanda panah yg mengarah ke arah bawah.

Di dlm penulisannya, tanda panah yg mengarah ke atas harus diutamakan/ didahulukan apalagi dahulu.

Bentuk Orbital Atom

Bentuk orbital bergantung dgn bilangan kuantum azimut (l).

Orbital bareng bilangan kuantum azimut yg sama akan mempunyai bentuk yg sama. Berikut klarifikasi selengkapnya:

1. Orbital s

Wujud dr orbital subkulit s nampak ibarat suatu bola, di mana pun elektron beredar maka nantinya akan memiliki jarak yg sama dgn inti.

2. Orbital p

Rapatan elektron terdistribusi di dlm cuilan yg saling bertentangan bareng inti atom inti yg terletak do simpul dgn kerapatan elektron yakni nol (0).

Orbital p mempunyai wujud yg ibarat balon terpilin.

Dengan mempunyai 3 harga m (-1, 0, +1), sehingga orbital p terdapat 3 macam, yakni px, py, pz.

3. Orbital d

Orbital d merupakan suatu orbital dgn l = 2.

Pada orbital d mempunyai 5 jenis orientasi, sebagaimana ada lima nilai ml yg mungkin, yakni −2, −1, 0, +1, maupun +2.

Empat dr lima orbital d, diantaranya yaitu dxy, dxz dyz, & dx2−y2, memiliki 4 cuping ibarat bentuk daun semanggi.

Orbital d kelima, dz2, mempunyai dua cuping utama dgn sumbu z serta satu kepingan berwujud mirip donat di potongan tengah.

4. Orbital f

Orbital f ialah suatu orbital dgn l = 3. Pada orbital f ini memiliki tujuh jenis orientasi, sebagaimana terdapat tujuh nilai ml yg mungkin yakni (2l + 1 = 7).

Ketujuh orbital f tersebut mempunyai wujud yg kompleks dgn banyak sekali cuping.

Orbital satu ini cuma mampu dipakai untuk aneka macam unsur transisi yg letaknya lebih dalam.

Konfigurasi Elektron

Konfigurasi elektron adalah suatu gambaran distribusi elektron di dlm berbagai orbital penyusun atom.

Dan kalian harus mengenali terlebih dahulu prinsip – prinsip di dlm menyusun atom, yakni asas aufbau, kaidah hund, serta larangan pauli yg akan di diskusikan di bawah ini.

1. Asas Aufbau

Asas satu ini menyebutkan jikalau pengisian elektron di mulai dr sub kulit yg mempunyai tingkat energi terendah lebih dulu.

Begini urutannya ialah dr tingkat energi yg paling rendah sampai pada tingkat tertinggi:

2. Kaidah Hund

Kaidah berikutnya ialah kaidah hund, yg menyebutkan kalau elektron yg ada di dlm suatu orbital tak boleh berpasangan sebelum masing – masing orbital pada sub kulit terisi masing – masing 1 elektron.

Supaya kalian lebih terperinci untuk memahaminya, kalian amati gambar yg ada di bawah ini:

Di dlm kaidah hund satu ini pula mempunyai penyimpangan konfigurasi di dlm sub kulit d.

Yang mana sub kulit d ternyata menyukai kondisi yg stabil, yakni pada saat ½ penuh & sarat .

Contohnya mampu kalian lihat dlm kasus Cr serta Cu berikut ini:

Dapat dimengerti jika dlm orbital d sebenarnya tak stabil sebab kosong.

Supaya sub kulit d mampu stabil, maka 1 elektron dr sub kulit s akan diberikan pada d, sehingga d akan menjadi stabil.

3. Asas Larangan Pauli

Dan yg terakhir terdapat asas larangan pauli.

Dalam asas satu ini menuturkan jikalau banyak sekali elektron di dlm menyusun atom mempunyai masing – masing empat bilangan kuantum yg berbeda.

Sehingga tak ada yg sama bilangan kuantum nya pada satu buah atom.

Hal tersebut disebabkan keempat bilangan kuantum menyebutkan alamat dr suatu elektron.

Perhatikan gambar yg ada di bawah ini:

Dari gambar yg di atas, maka dapat dimengerti jikalau tak ada bilangan kuantum yg sama di dlm atom S itu.

Jika m-nya sama, maka s-nya akan berlainan.

Contoh Soal

Untuk membuat lebih mudah kalian dlm mengerti uraian yg ada di atas, berikut ini ialah acuan soal beserta pembahasan yg mampu kalian pelajari, antara lain:

Tentukan konfigurasi elektron serta diagram elektron dr atom unsur serta ion monoatomik di bawah ini:

1. ₂₇Co
2. ₃₂Ge
3. ₂₀Mg²⁺
4. ₂₆Fe³⁺
5. ₈O²⁻

Jawab:

1. ₂₇Co = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁷ atau [Ar] 4s² 3d⁷

2. ₃₂Ge: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p² atau [Ar] 4s² 3d¹⁰ 4p²

3. ₂₀Mg = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² atau [Ar] 4s²

₂₀Mg²⁺ = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ atau [Ar] (sebanyak 2 elektron dikurangi dr kulit terluar: 4s²⁻²)

4. ₂₆Fe = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ atau [Ar] 4s² 3d⁶

₂₆Fe³⁺ = 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ atau [Ar] 3d⁵ (sebanyak 3 elektron dikurangi dr kulit terluar: 4s²⁻² 3d⁶⁻¹)

5. ₈O = 1s² 2s² 2p⁴ atau [He] 2s² 2p⁴

₈O²⁻ = 1s² 2s² 2p⁶ atau [He] 2s² 2p⁶ atau [Ne] (sebanyak 2 elektron ditambahkan: 2s² 2p⁴⁺²)