Jumat, 13 Agustus 2010

TEORI MEKANIKA KUANTUM DAN BILANGAN KUANTUM


Teori Mekanika Kuantum
Menurut Heisenberg, metode eksperimen apa saja yang digunakan untuk  menentukan posisi atau momentum suatu partikel kecil dapat menyebabkan perubahan, baik pada posisi, momentum, atau keduanya. Jika suatu percobaan dirancang untuk memastikan posisi elektron, maka momentumnya menjadi tidak pasti, sebaliknya jika percobaan dirancang untuk memastikan momentum atau kecepatan elektron, maka posisinya menjadi tidak pasti.

Untuk mengetahui posisi dan momentum suatu elektron yang memiliki sifat gelombang, maka pada tahun 1927, Erwin Schrodinger, mendeskripsikan pada sisi elektron tersebut dengan fungsi gelombang (wave function) yang memiliki satu nilai pada setiap posisi di dalam ruang (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb).

Model atom mekanika kuantum menerangkan bahwa elektron-elektron dalam atom menempati suatu ruang atau “awan” yang disebut orbital, yaitu ruang tempat elektron paling mungkin ditemukan. Beberapa orbital bergabung membentuk kelompok yang disebut subkulit. Jika orbital kita analogikan
sebagai “kamar elektron”, maka subkulit dapat dipandang sebagai “rumah elektron”. Beberapa subkulit yang bergabung akan membentuk kulit atau “desa  elektron”.

Satu kulit tersusun dari subkulit-subkulit  Satu subkulit tersusun dari orbital-orbital  Satu orbital menampung maksimal dua electron







                                                 Susunan orbital
                                                dalam suatu atom multielektron.
                                                Setiap kotak menunjuk satu
                                                 orbital


Bilangan Kuantum
1.                  Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama (n) menyatakan tingkat energi utama atau kulit atom. Bilangan kuantum utama mempunyai harga mulai dari 1, 2, 3, dan seterusnya (bilangan bulat positif) serta dinyatakan dengan lambang  K (n = 1), L (n = 2), dan seterusnya. Orbital-orbital dengan bilangan kuan tumu tama berbeda mempunyai tingkat energi yang berbeda secara nyata.

2. Bilangan Kuantum Azimuth (l)
Bilangan kuantum azimuth (l) menyatakan subkulit. Nilai-nilai untuk bilangan kuantum azimuth dikaitkan dengan nilai bilangan kuantum utamanya, yaitu semua bilangan bulat dari 0 sampai (n 1).

3.Bilangan Kuantum Magnetik (ml atau m)
Bilangan kuantum magnetik (m) menyatakan orbital khusus yang  ditempati elektron pada suatu subkulit. Bilangan kuantum magnetik juga  menyatakan orientasi khusus dari orbital itu dalam ruang relatif terhadap  inti. Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada nilai kuantum azimuth, yaitu semua bilangan bulat mulai dari –l sampai dengan +l, termasuk 0.

4. Bilangan Kuantum Spin (ms atau s)
Sambil beredar mengintari inti, elektron juga berputar pada sumbunya. Gerak berputar pada sumbu ini disebut rotasi. Hanya ada dua kemungkinan arah rotasi elektron, yaitu searah atau berlawanan arah jarum jam. Kedua arah yang berbeda itu dinyatakan dengan bilangan kuantum spin (s) yangmempunyai nilai s = + ½ atau s = – ½

Akibatnya satu orbital hanya dapat ditempati oleh maksimum dua elektron, di mana kedua elektron itu haruslah  mempunyai spin yang berlawanan, sehingga menghasilkan medan magnet yang berlawanan pula. Medan magnet yang berlawanan ini diperlukan untuk  mengimbangi gaya tolak-menolak listrik yang ada (karena muatan sejenis).


Dapat disimpulkan bahwa kedudukan suatu elektron dalam suatu atom dinyatakan oleh empat bilangan kuantum, yaitu:
a. Bilangan kuantum utama (n) menyatakan kulit utamanya.
b. Bilangan kuantum azimuth (l) menyatakan subkulitnya.
c. Bilangan kuantum magnetik (m) menyatakan orbitalnya.
d. Bilangan kuantum spin (s) menyatakan spin atau arah rotasinya.

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu:
a. Sampai saat ini, elektron-elektron baru menempati subkulit-subkulit s,
    p, d, dan f. Sedangkan subkulit g, h, dan i belum terisi elektron.
b. Setiap kulit mengandung subkulit sebanyak nomor kulit dan dimulai dari
    subkulit yang paling sedikit orbitalnya. Kulit pertama hanya mengandung
   subkulit s; kulit ke-2 mengandung s dan p; kulit ke-3 mengandung subkulit
   s, p, dan d; dan seterusnya.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar