√ Struktur Atom : Sistem Periodik dan Ikatan Kimia

Oleh Diposting pada

Struktur Atom

Sejak zaman Yunani teori atom telah banyak diusulkan orang namun selalu ada kelemahan-kelemahannya sehingga tidak dapat dipertanggungjawabkan secara ilmiah. Baru tahun 1913 Bohr berhasil memperbaiki teori atom Rutherford berdasarkan pengamatannya terhadap spektrum atom unsur-unsur terutama spektrum atom hidrogen.

Perkembangan teori kimia

  • Spektrum Unsur

Bila sinar matahari dilewatkan melalui sebuah prisma, maka sinar matahari tersebut akan diuraikan menjadi beberapa warna yang saling meliputi (tidak ada batas yang jelas antara dua warna yang berurutan), spektrum yang demikian disebut spektrum kontinu (spektrum serbaterus)

Frekuensi (v) menyatakan banyaknya gelombang yang melalui suatu titik tiap detik. Hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan cahaya sebagai berikut.

Teori Kuantum Radiasi Planck

 Pada tahun 1900 Planck mengemukakan teori kuantum yang menyatakan bahwa energi suatu benda hanya dapat berubah (bertambah atau berkurang) dengan suatu kelipatan dari satuan energi yang disebut kuantum.

Hukum Planck menyatakan bahwa energi suatu kuantum tidak tetap, tetapi tergantung pada frekuensi radiasi.

Contoh Soal:

  • Teori Atom Bohr

Teori atom Bohr bertitik tolak pada anggapan berikut.

a. Elektron-elektron dalam mengelilingi inti berada pada tingkat energi (lintasan) tertentu, dengan demikian elektron juga mempunyai energi tertentu.

b. Bertentangan dengan teori elektrodinamika Maxwell, selama elektron bergerak dalam lintasannya tidak memancarkan energinya dalam bentuk radiasi.

c. Elektron dapat pindah dari tingkat energi (lintasan) yang rendah ke tingkat energi (lintasan) yang lebih tinggi bila menyerap energi dan sebaliknya elektron dapat pindah dari tingkat energi (lintasan) yang tinggi ke tingkat energi (lintasan) yang lebih rendah bila melepas energi.

  • Teori Atom Modern

Sekarang kita akan mempelajari pengembangan teori atom modern berdasarkan konsep mekanika gelombang. Pada tahun 1900, Max Planck (1858–1947) mengemukakan bahwa gelombang cahaya memiliki sifat partikel, dan transfer suatu radiasi elektromagnetik berlangsung dalam paket atau satuan energi yang disebut kuantum (kata tanya dalam bahasa Latin yang artinya berapa?).

Teori Planck ini dibuktikan oleh Albert Einstein (1879–1955) tahun 1905, yang menerangkan bahwa gelombang cahaya tersusun dari foton-foton. Kemudian pada tahun 1923, Louis de Broglie (1892– 1987) menjelaskan bahwa suatu partikel, misalnya elektron, ternyata memiliki sifat gelombang.

Berdasarkan konsep dualisme partikel gelombang ini, Erwin Schrodinger (1887– 1961) dan Werner Heisenberg (1901–1976) pada tahun 1926 mengemukakan bahwa posisi atau lokasi suatu elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti. Kita hanya dapat memastikan kemungkinan lokasi elektron tersebut.

Sebagai analogi, pada sebuah kipas angin (fan) yang sedang berputar terlihat bahwa daun-daun kipas itu memenuhi seluruh bidang. Kita tidak dapat memastikan lokasi sekeping daun kipas itu pada saat tertentu, tetapi kita dengan mudah dapat memastikan tempat ia mungkin ditemukan. Teori atom modern menerangkan bahwa elektronelektron dalam atom menempati suatu ruang atau “awan” yang disebut orbital, yaitu ruang tempat elektron paling mungkin ditemukan. Orbital merupakan tingkat energi tertentu dalam atom.

Pada tahun 1928, Wolfgang Pauli (1900–1958) mengemukakan bahwa setiap orbital mampu menampung maksimum dua elektron. Elektron-elektron bergerak mengelilingi inti pada tingkat energi atau kulit-kulit tertentu. Untuk mengimbangi gaya tolak-menolak di antara mereka, dua elektron dalam satu orbital selalu berotasi dalam arah yang berlawanan. Beberapa orbital bergabung membentuk kelompok yang disebut subkulit. Subkulit bergabung membentuk kulit.

  • Bilangan Kuantum dan Bentuk Orbital

Energi elektron dalam suatu orbital ditentukan oleh berbagai bilangan seperti bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimuth (l), dan bilangan kuantum magnetik (m). Energi perputaran elektron pada sumbunya ditentukan oleh bilangan kuantum spin (s). 1. Bilangan kuantum utama (n), berharga 1, 2, 3, 4, … dan seterusnya. Bilangan kuantum ini sesuai dengan kulitkulit elektron dalam suatu atom karena tingkat energi biasa dinyatakan dengan kulit.

Dengan demikian bilangan kuantum utama menunjukkan besarnya lintasan elektron.

  1. Bilangan kuantum azimuth (l), berharga 0, 1, 2, 3, … (n – 1) Bilangan kuantum ini menunjukkan di subkulit (sublintasan) mana elektron bergerak dan juga menentukan bentuk orbital.

subkulit l = 0 juga disebut orbital s (sharp)

subkulit l = 1 juga disebut orbital p (principle)

subkulit l = 2 juga disebut orbital d (diffuse)

subkulit l = 3 juga disebut orbital f (fundamental)

Setiap kulit mempunyai subkulit sesuai nomor kulitnya, misalnya:

  1. Bilangan kuantum magnetik (m), berharga –l, …, 0, … +l Bilangan kuantum ini menentukan kedudukan atau orientasi orbital, atau juga menunjukkan adanya satu atau beberapa tingkat energi setingkat yang merupakan penyusun suatu subkulit. Setiap harga l mempunyai harga m.

  • Konfigurasi Elektron dalam Atom

Konfigurasi elektron dalam atom menggambarkan lokasi semua elektron menurut orbital-orbital yang ditempati. Pengisian elektron dalam orbital-orbital mengikuti aturanaturan berikut.

  • Prinsip Aufbau

Elektron akan mengisi orbital atom yang tingkat energi relatifnya lebih rendah dahulu baru kemudian mengisi orbital atom yang tingkat energinya lebih tinggi.

Untuk memberikan gambaran yang jelas bagaimana susunan tingkat energi itu, serta cara penamaannya, dapat dilihat pada bagan di bawah ini.

Untuk memudahkan urutan pengisian tingkat-tingkat energi orbital atom diperlukan bagan berikut.

  • Aturan Hund

 Pada pengisian orbital-orbital yang setingkat, elektron-elektron tidak membentuk pasangan lebih dahulu sebelum masing-masing orbital setingkat terisi sebuah elektron dengan arah spin yang sama.

Berdasarkan pada tiga aturan di atas, maka kita dapat menentukan nilai keempat bilangan kuantum dari setiap elektron dalam konfigurasi elektron suatu atom unsur seperti pada tabel berikut ini.

Table konfigurasi electron

demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengenai Struktur Atom, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.

Posting terkait: