Struktur Elektron Atom

GELOMBANG

2

Sifat Gelombang

3

Panjang gelombang (l) menyatakan jarak di antara titik-titik yang identik pdgelombang-gelombang yang berurutan.

Amplitudo adalah jarak vertikal dari garis tengah gelombang ke puncak ataulembah.

Frekuensi (n) adalah jumlah gelombang yang melewati titik tertentu dalam 1 dtk (Hz = 1 siklus/dt).

laju (u) gelombang = l x n

4

Maxwell (1873), menyatakan bahwa cahaya yang terlihat terdiri dari gelombang elektromagnetik.

Radiasi Elektromagnetikadalah emisi dan transmisienergi dalam bentukgelombang elektromagnetik.

Kecepatan cahaya (c) dlm tabung = 3,00 x 108 m/dt

Seluruh radiasi elektromagnetikl x n = c

5

6

l x n = c

l = c/n

l = 3,00 x 108 m/dt / 6,0 x 104 Hzl = 5,0 x 103 m

Gelombang radio

Foton memiliki frekuensi (v) 6,0 x 104 Hz. Ubahlahfrekuensi ini menjadi panjang gelombang (nm). Apakahfrekuensi ini dapat terlihat?

l = 5,0 x 1012 nm

l

n

Masalah #1, “Black Body Problem” Diselesaikanoleh Planck pada tahun1900

7

Energi (cahaya) dapat dipancarkan ataudiserap hanya dalam kuantitas diskrit(kuantum).

E = h x nKonstanta Planck (h)h = 6,63 x 10-34 J•s

Masalah #2, “Efek Fotolistrik” Ditemukan Einstein di tahun 1905

8

Caya memiliki:

1. Sifat-sifat gelombang

2. Sifat-sifat partikel

hn = EK + EB

foton merupakan “partikel” cahaya

EK = hn - EB

hn

KE e-

9

E = h x n

E = 6,63 x 10-34 (J•s) x 3,00 x 10 8 (m/s) / 0,154 x 10-9 (m)

E = 1,29 x 10 -15 J

E = h x c / l

Jika tembaga disinari dengan elektron berenergi tinggi, SinarX akan dipancarkan. Hitung energi foton (dlm joule) jikapanjang gelombang sinar X 0,154 nm.

Model Atom Bohr (1913)

10

1. e- hanya dapat memilikibesaran energi yg spesifik(terkuantisasi).

2. cahaya dipancarkan sebagaigerakan e- dari suatu tingkatenergi level tingkat energi yglebih rendah.

En = -RH ( )1n2

n (bilangan kuantum utama) = 1,2,3,…

RH (konstanta Rydberg) = 2,18 x 10-18J

Efoton = DE = Ef - Ei

Ef = -RH ( )1n2

f

Ei = -RH ( )1n2

i

i f

DE = RH ( )1n2

1n2

11

Efoton = 2,18 x 10-18 J x (1/25 - 1/9)

Efoton = DE = -1,55 x 10-19 J

l = 6,63 x 10-34 (J•s) x 3,00 x 108 (m/dt)/1,55 x 10-19J

l = 1.280 nm

Hitung panjang gelombang (dlm nm) dari suatu foton yang dipancarkan olehatom hidrogen ketika elektron turun dari kondisi n = 5 menjadi kondisi n = 3.

Efoton = h x c / l

l = h x c / Efoton

i f

DE = RH ( )1n2

1n2

Efoton =

KONFIGURASIELEKTRON

12

Rumus Gelombang Schrodinger

13

In 1926 Schrodinger menulis suatu rumusan yang mendeskripsikansifat-sifat partikel dan gelombang dari e-

Fungsi gelombang (Y) menyatakan:

1. energi e- memiliki jml tertentu Y

2. probabilitas memperoleh e-

dalam suatu volume ruang

Rumus Schrodinger hanya dapat memprediksi atom hidrogen. Untuk sistem dengan banyak elektron hanya dapat dilakukanperkiraan.

Rumus Gelombang Schrodinger

14

Y = fn(n, l, ml, ms)

bilangan kuantum utama n

n = 1, 2, 3, 4, ….n=1 n=2 n=3

jarak e- dari inti

Rumus Gelombang Schrodinger

15

Bilangan kuantum momentum sudut l

Untuk nilai tertentu n, l = 0, 1, 2, 3, … n-1

n = 1, l = 0n = 2, l = 0 or 1

n = 3, l = 0, 1, or 2

Ukuran “volume” ruangan yang ditempati e-

l = 0 orbital sl = 1 orbital pl = 2 orbital dl = 3 orbital f

Y = fn(n, l, ml, ms)

16

l = 0 (orbital s)

l = 1 (orbital p)

17

l = 2 (orbital d)

Rumus Gelombang Schrodinger

18

Y = fn(n, l, ml, ms)

Bilangan kuantum magnetik ml

Untuk nilai tertentu lml = -l, …., 0, …. +l

orientasi orbital dlm ruang

Jika l = 1 (orbital p), ml = -1, 0, or 1Jika l = 2 (orbital d), ml = -2, -1, 0, 1, or 2

19

ml = -1 ml = 0 ml = 1

ml = -2 ml = -1 ml = 0 ml = 1 ml = 2

Rumus Gelombang Schrodinger

20

Y = fn(n, l, ml, ms)

bilangan kuantum spin elektron ms

ms = +½ or -½

ms = -½ms = +½

Rumus Gelombang Schrodinger

21

Eksistensi (dan energi) elektron pd atom dideskripsikanoleh fungsi gelombang khas Y.

Prinsip larangan Pauli – tidak ada elektron dalam satuatom yang memiliki keempat bilangan kuantum yg sama.

Tiap kursi teridentifikasi secara khusus (E, R12, S8)Tiap posisi hanya dapat menampung satu individu pada suatu waktu

22

Rumus Gelombang Schrodinger

23

Kulit – elektron dengan nilai n yang sama

Subkulit – elektron dengan nilai n dan l yang sama

Orbital – elektron dg nilai n, l, dan ml yang sama

Berapa banyak elektron yg dapat ditampung orbital?

Jika n, l, dan ml tetap, maka ms = ½ or - ½

Y = (n, l, ml, ½) or Y = (n, l, ml, -½)

Satu orbital dapat menampung 2 elektron

24

Berapa banyak orbital 2p terdapat pada atom?

2p

n=2

l = 1

jika l = 1, maka ml = -1, 0, or +1

3 orbital

Berapa banyak elektron dapat ditempatkan pada subkulit 3d?

3d

n=3

l = 2

If l = 2, maka ml = -2, -1, 0, +1, or +2

5 orbital dapat menampung total 10 e-

25

Energi di orbital pada atom dengan satu elektron

Energi hanya ditentukan oleh bilangan kuantum utama n

En = -RH ( )1n2

n=1

n=2

n=3

26

Energi di orbital pd atom dg banyak elektron

Energi ditentukan oleh n dan l

n=1 l = 0

n=2 l = 0n=2 l = 1

n=3 l = 0n=3 l = 1

n=3 l = 2

27

“Tata cara pengisian” elektron pada orbital dengan energi terendah(prinsip Aufbau)

H 1 elektron

H 1s1

He 2 elektron

He 1s2

Li 3 elektron

Li 1s22s1

Be 4 elektron

Be 1s22s2

B 5 elektron

B 1s22s22p1

C 6 elektron

28

Susunan elektron yang paling stabil dalam subkulit adalahsusunan dengan jumlah spin paralel terbanyak (aturan Hund).

C 6 elektron

C 1s22s22p2

N 7 elektron

N 1s22s22p3

O 8 elektron

O 1s22s22p4

F 9 elektron

F 1s22s22p5

Ne 10 elektron

Ne 1s22s22p6

29

Urutan pengisiansubkulit pada atom berelektron banyak

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s

30

Konfigurasi electron merupakan bagaimana elektron tersebar di antara berbagai orbital atom.

1s1

Bilangan kuantum utama n Bilangan kuantukmomentum sudut l

jumlah elektronpd orbital atau subkulit

diagram orbital

H

1s1

31

Paramagnetik

Elektron tdk berpasangan

2p

Diamagnetik

Seluruh elektron berpasangan

2p

32

Berapakah konfigurasi elektron Mg?

Mg 12 elektron

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s

1s22s22p63s2 2 + 2 + 6 + 2 = 12 elektron

Tersusun menjadi [Ne]3s2 [Ne] 1s22s22p6

Berapakah nomor kuantum yang mungkin bagielektron subkulit terluar Cl?

Cl 17 elektron 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s

1s22s22p63s23p5 2 + 2 + 6 + 2 + 5 = 17 elektron

Elektron terakhir ditambahkan pd orbital 3p

n = 3 l = 1 ml = -1, 0, or +1 ms = ½ or -½