Bab VI-Atom Berelektron Banyak

7/27/2019 Bab VI-Atom Berelektron Banyak

1/26

Bab 6. Atom berelektron banyak

6.1 Prinsip Larangan Pauli

Tidak terdapat dua elektron dalam sebuah

atom yang dapat berada dalam keadaankuantum yang sama. (himpunan bilangan

kuantum).

Himpunan bilangan kuantum (n,l,ml,ms)

Setiap keadaan n terdapat 2n2 himpunan

bilangan kuantum.


2/26

:

1 1

2 2 1 1 2 0 02 2

1 12 1 1 - 2 0 0 -

2 2

1 12 1 -1 2 1 02 2

2 1

misal

n

1 1-1 - 2 1 0 -

2 2

kulit atomik

1 2 3 4 5 ......

K L M N O .....

n


3/26

6.2 Konfigurasi elektron

Misal: Natrium (Z=11) yang mengandung 11elektron

1 s2

2 s2

2 p6

3 s1

atom hidrogen beratJumlah maksimum dalam kulit n adalah 2n2 buahelektron.

Masing-masing sub kulit berisi 2(2l+1) elektron.

Kulit atomik atau sub kulit yang terisi penuh jatahelektronnya disebut kulit tertutup, momentumsudut orbital total dan momentum sudut spin totaldalam kulit tertutup=0


4/26

Aturan pengisian sub kulit elektron

1. Daya tampung sub kulit 2(2l+1) .

2. Elektron cenderung menempati keadaan

energi terendah yang tersedia. Pengaturan tingkat-tingkat energi atom

berelektron banyak


5/26

Pengaturan tingkat-tingkat energi atom

berelektron banyak :

1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6,4s2, 3d10, 4p6, 5s2,

4d10,5p6, 6s2, 4f14, 5d10,

6p6,7s2, 6d10,5f14


6/26

6.3 Momentum sudut total atom J

Setiap elektron dalam atom memiliki momentum

sudut orbital L dan momentum sudut spin s.

z

interaksi antara L dan s menghasilkan J

1komponen J dalam arah z adalah

untuk medan magnet lemah kopel L s

penjumlahan vektor yang terkuantisasi

1

, bilangan

z j

i i

i

z L

z s

L

J j j

J M

L s

J L s

L L L

L M

S M

L M

bulat atau nol


7/26

2 23 3 3 1 2

2

Multiplisitas

jika dapat mengambil 2L+1

dapat mengambil 2S+1

kopel JJ

berlaku untuk atom yang lebih kuat

lambang suku

: ,

32

3

multiplisitas 2

bilangan

i i i

i

L s J

L s J

J L s

J J

misal P P

J

n

kuantum orbital =2

1

3 12

1

2

2 1 2

J L S L

L S

S

S

S L S


8/26

Diagram tingkat energi natrium.

Tingkat energi hidrogen,

sebagai pem-banding.


9/26

6.4 Spektrum dua elektron

Kaidah seleksi untuk kopel LS

0, 10, 1

0

diagram tingkat energi ......... lihat hal 272 dan273 beisser

LJ

S


10/26

6.5 Aturan Hund

Aturan untuk menentukan himpunan bilangan

kuantum keadaan dasar :

1. Pertama-tama carilah nilai maksimum s yangtaat terhadap asas pauli

2. Untuk nilai s itu, carilah maksimum L yang taat

terhadap asas pauli


11/26

2 2 3

misal nitrogen

7

konfigurasi 1 s 2s 2

memaksimumkan s bagi 3 elektron 2p

12 1 12

12 1 1 -2

12 1 0 2

12 1 02

12 1 -12

12 1 -1 -2

1 1 12 2 2

3

2

i

s

e

N z

p

m

s

m

1 0 1 0

0L


12/26

j

2 2 4

3himpunan keadaan dasar nitrogen L=0 s=

2

lambang suku L 2 1

8

1 2 2

12 1 1

2

12 1 1 -

21

2 1 02

2 1

L s m L

j L s

oksigen z

s s p

1

3 3 30 1 2

10 -

2

12 1 -1

2

12 1 -1 -

2

1 1 1 11

2 2 2 2

1 1 0 0 1 1

i

L

s

L

P

P P P


13/26

6.6 Spektrum sinar x diskrit

Dipancarkan dalam

transisi antara

berbagai tingkatenergi yang terisi

yang lebih rendah.


14/26

Foton Kdipancarkan jika elektron L(n=2)

melakukan transisi ke keadaan dasar K yang

kosong (n=1). Elektron L mengalami muatan intize yang terduduki menjadi muatan efektif sekitar(z-1)e.

2 24

2 3 2 2

0

diturunkan oleh HG Mosseleydengan pendekatan teori Bohr

4

7 1

2 3

0

2

frekuensi foton K1 3 11 1

8 1 2 4

1,097 108

10,2 1

k

m z e cR z

h

meR mch

E K eV z


15/26


16/26


17/26

Tiga cara interaksi radiasi dengan tingkat energi

atom.


18/26

Jika kita mempunyai sekumpulan atom yang

semuanya dalam keadaan tereksitasi (sepertipada gambar)


19/26

Beberapa kesulitan untuk mendapatkan laser

seperti di atas :1. Sulit untuk mempertahankan atom-atom pada

keadaan eksitasi

2. Atom-atom yang masih dalam keadaan dasar

akan menyerap foton lewat, sehinggamenghilangkan penggandaan yang sedangdibangun

Pemecahan :


20/26

Laser tingkat tiga

Untuk mengatasi kesulitan pertama memiliki atom yang

memiliki 3 tingkat energi.

1. Keadaan Dasar

2. Keadaan Metastabil

3. Keadaan Eksitasi


21/26

Pelaseran di atas (laser tingkat tiga) tidak bisa

mengatasi permasalahan yang kedua. Hal ini

bisa diatasi dengan laser tingkat 4.


22/26

Contoh laser tingkat empat : laser Helium-Neon.

campuran gas He Ne (90% He) diisikan

ke dalam tabung sempit


23/26


24/26

Spektrum satu elektron

Memenuhi kaidah seleksi

Atom hidrogen 1


25/26


26/26

2 2

3 1 3 3

2 2

1 1

12.8 1 2. 1 2

2

3=2

,

L

m

j s

P P

Bab VI-Atom Berelektron Banyak

Documents

Transcript of Bab VI-Atom Berelektron Banyak