EXPERT COURSE
#bimbelnyamahasiswa
STRUKTUR ELEKTRON ATOM
GELOMBANG
Panjang gelombang (l) menyatakan jarak di antara titik-titik yang identik pd
gelombang-gelombang yang berurutan.
Amplitudo adalah jarak vertikal dari garis tengah gelombang ke puncak atau
lembah.
Frekuensi (n) adalah jumlah gelombang yang melewati titik tertentu dalam 1 dtk
(Hz = 1 siklus/dt).
laju (u) gelombang = l x
n
SIFAT GELOMBANG
Maxwell (1873), menyatakan bahwa cahaya yang terlihat terdiri dari
gelombang elektromagnetik.
Radiasi Elektromagnetik
adalah emisi dan transmisi
energi dalam bentuk
gelombang
elektromagnetik.
Kecepatan cahaya (c) dlm tabung = 3,00 x 108 m/dt
Seluruh radiasi
elektromagnetik
l x n = c
l x n = c
l = c/n
l = 3,00 x 108 m/dt / 6,0 x 104 Hz
l = 5,0 x 103 m
Gelombang
radio
Foton memiliki frekuensi (v) 6,0 x 104 Hz. Ubahlah
frekuensi ini menjadi panjang gelombang (nm). Apakah
frekuensi ini dapat terlihat?
l = 5,0 x 1012 nm
l
n
Masalah #1, “Black Body Problem”
Diselesaikan oleh Planck pada tahun 1900
Energi (cahaya) dapat dipancarkan atau
diserap hanya dalam kuantitas diskrit
(kuantum).
E = h x n
Konstanta Planck (h)
h = 6,63 x 10-34 J•s
Caya memiliki:
1. Sifat-sifat gelombang
2. Sifat-sifat partikel
hn = EK + EB
Masalah #2, “Efek Fotolistrik”
Ditemukan Einstein di th 1905
foton merupakan “partikel” cahaya
EK = hn - EB
hn
KE e-
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,
Sinar X akan dipancarkan. Hitung energi foton (dlm
joule) jika panjang gelombang sinar X 0,154 nm.
1. e- hanya dapat memiliki
besaran energi yg spesifik
(terkuantisasi).
2. cahaya dipancarkan
sebagai gerakan e- dari
suatu tingkat energi level
tingkat energi yg lebih
rendah.
En = -RH ( )1
n2
n (bilangan kuantum utama) = 1,2,3,…
RH (konstanta Rydberg) = 2,18 x 10-18J
MODEL ATOM BOHR (1913)
Efoton = DE = Ef - Ei
Ef = -RH ( )1
n2f
Ei = -RH ( )1
n2i
i f
DE = RH( )1
n2
1
n2
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 oleh
atom hidrogen ketika elektron turun dari kondisi n = 5 menjadi kondisi n = 3.
Efoton = h x c /
ll = h x c /
Efoton
i f
DE = RH ( )1
n2
1
n2Efoton =
KONFIGURASI ELEKTRON
In 1926 Schrodinger menulis suatu rumusan yang
mendeskripsikan sifat-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
dilakukan perkiraan.
RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER
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
Bilangan kuantum momentum sudut l
Untuk nilai tertentu n, l = 0, 1, 2, 3, … n-1
n = 1, l = 0
n = 2, l = 0 or 1
n = 3, l = 0, 1, or 2
Ukuran “volume” ruangan yang ditempati e-
l = 0 orbital s
l = 1 orbital p
l = 2 orbital d
l = 3 orbital f
Y = fn(n, l, ml, ms)
RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER
l = 0 (orbital s) l = 1 (orbital p)
l = 2 (orbital d)
Y = fn(n, l, ml, ms)
Bilangan kuantum magnetik ml
Untuk nilai tertentu l
ml = -l, …., 0, …. +l
orientasi orbital dlm ruang
Jika l = 1 (orbital p), ml = -1, 0, or 1
Jika l = 2 (orbital d), ml = -2, -1, 0, 1, or 2
RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER
ml = -1 ml = 0 ml = 1
ml = -2 ml = -1 ml = 0 ml = 1 ml = 2
Y = fn(n, l, ml, ms)
bilangan kuantum spin elektron ms
ms = +½ or -½
ms = -½ms = +½
RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER
Eksistensi (dan energi) elektron pd atom dideskripsikan
oleh fungsi gelombang khas Y.
Prinsip larangan Pauli – tidak ada elektron dalam satu
atom 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
RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER
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
RUMUS GELOMBANG SCHRODINGER
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-
Energi di orbital pada atom dengan satu elektron
Energi hanya ditentukan oleh bilangan kuantum utama n
En = -RH( )
1
n2
n=1
n=2
n=3
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
“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
Susunan elektron yang paling stabil dalam
subkulit adalah susunan 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
Urutan pengisian
subkulit pada atom
berelektron banyak
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s
Konfigurasi electron merupakan bagaimana elektron
tersebar di antara berbagai orbital atom.
1s1
Bilangan kuantum utama n Bilangan kuantuk
momentum sudut l
jumlah elektron
pd orbital atau subkulit
diagram orbital
H
1s1
Paramagnetik
Elektron tdk
berpasangan
2p
Diamagnetik
Seluruh elektron
berpasangan
2p
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 bagi
elektron 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