Postingan Kelima - Atom (II)

Setelah mempelajari sejarah atom, dapat kita simpulkan bahwa atom bukan unit terkecil, karena didalam atom terdapat partikel penyusunnya. Yakni :

1.       Elektron yang ditemukan oleh J.J Thomson

2.       Proton yang ditemukan oleh Rutherford

3.       Neutron yang ditemukan oleh J. Chadwick

Masih berhubungan dengan atom, Kali ini saya akan membahas materi selanjutnya.

A.      Bilangan Kuantum

Bilangan kuantum adalah harga yang menyatakan keadaan orbital suatu atom. Keadaan atom yang digambarkan oleh bilangan kuantum ada 4 gengs, yakni :

·         Bilangan kuantum utama (n) yang menyatakan tingkat energi kulit/atom

·         Bilangan kuantum azimuth (l) yang menyatakan bentuk orbital

·         Bilangan kuantum magnetic (m) yang menyatakan orientasi orbital dalam ruang 3D

·         Bilangan kuantum spin (s) yang menunjukkan arah lintasan electron.

Setelah kita tau apa saja yang digambarkan oleh bilangan kuantum, berikut akan saya jelaskan kepada kalian bagaimana mencari dan fungsi dari penggambaran tersebut. Yuk mari disimak!

a.       Bilangan Kuantum Utama

Seperti yang telah saya bilang, fungsi dari bilangan kuantum utama ialah untuk menyatakan tingkat energi / kulit atom. Nah, jadi teman-teman atom itu jika kita bayangkan berbentuk seperti bola yang memiliki banyak lapisan kulit. Disetiap kulitnya memiliki nama dan harga.

Kulit	K	L	M	N	O
Nilai (n)	1	2	3	4	5

                                                Atau ketika kita gambarkan dengan inti atom akan tampak sebagai berikut :

b.      Bilangan Kuantum Azimuth

Bilangan kuantum azimuth ini menyatakan bentuk orbitalnya teman-teman. Terdapat 4 tanda orbital atau biasa disebut dengan subkulit untuk bilangan azimuth ini. Akan saya cantumkan pada table dibawah ini :

Untuk lebih gampangnya, kita dapat menganalogikan subkulit sebagai tipe rumah, setiap rumah memiliki bentuknya masing-masing. lalu orbitalnya kita gambarkan sebagai jumlah kamar yang ada didalam rumah tersebut. Ketentuannya seperti berikut :

·         Tipe rumah S hanya memiliki 1 kamar.

·         Tipe rumah P memiliki 3 kamar.

·         Tipe rumah D memiliki 5 kamar.

·         Tipe rumah F memiliki 7 kamar.

Sama seperti rumah pada umumnya, orbital s, p, d, dan f juga memiliki rupa rumah yang berbeda. Berikut penggambaran masing-masing orbital :

c.       Bilangan Kuantum Magnetik

Bilangan kuantum magnetic ini menggambarkan perilaku electron dalam bidang magnet. Oleh sebab itu, nilai untuk bilangan magnetic ini ada yang positif, negative, bahkan ada yang nol. Bilangan kuantum magnetic ini sangat berkaitan dengan orbital yang terbentuk pada bilangan kuantum azimuth.

d.      Bilangan kuantum spin

Bilangan ini menunjukkan posisi electron dalam orbital. Bilangan spin lah yang mengatur posisi electron dalam memasuki orbital. Perlu diingat, disetiap orbital, kita hanya dapat mengisi 2 elektron. Atau masih dalam analogi tipe rumah, disetiap kamar penghuninya memiliki batas maksimal sebanyak 2 orang. Pengisian electron dibilangan kuantum spin dimulai dari electron yang tegak lurus keatas atau bernilai positif, apabila seluruh orbital telah terisi dengan electron yang bernilai spin positif, maka posisi electron diubah kebawah atau bernilai spin negative. Disetiap elektronnya bernilai +/- ½ . (tergantung arah electron terakhir yang kita gambarkan didalam orbital)

B.      Konfigurasi electron dan Diagram orbital

Penulisan konfigurasi electron dan diagram orbital berlandaskan dengan 3 prinsip utama, yakni Aufbau, aturan hund, dan aturan penuh&setengah penuh.

1.       Azas Aufbau

Azas ini menyatakan bahwa “Pengisian electron dimulai dari subkulit yang berenergi paling rendah dilanjutkan pada subkulit yang lebih tinggi energinya.” Seperti yang sudah saya jelaskan pada sub spin, disetiap orbital hanya dapat terisi oleh 2 elektron. Aturan ini mngatur sedemikian rupa bagaimana urutan pengisian electron dengan tanda sebagai berikut :

Sehingga ketika kita uraikan, maka urutannya seperti berikut :

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p … dan seterusnya.

Untuk meningkatkan pemahaman kalian, maka kira-kira seperti berikut pengaplikasian azaz Aufbau untuk menkonfigurasikan suatu atom.

·         Contoh soal.

Konfigurasikan atom ₁₁Na dengan berlandaskan azaz Aufbau!

Maka, jawabannya :  konfigurasi ₁₁Na yang sesuai dengan azaz Aufbau adalah 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

2.       Aturan Hund

Pencetus azaz ini ialah Frederick Hund. Menurut hund, aturan pengisian electron adalah sebagai berikut :

- Pengisian orbital yang mempunyai tingkat energi sama harus sedemikian sehingga electron sebanyak mungkin tidak berpasangan atau menyendiri

- Jika dua elektron atau lebih yang tidak berpasangan maka energi terendah adalah bila semua spinnya sejajar atau searah. (Ramadani, 2016)

Jadi, untuk memudahkan pemahaman teman-teman sekalian, berikut ilustrasi pengisian electron menurut kaidah hund :

nah, pada gambar dibawah ini jelas sekali teman-teman, pengisian elektron itu dimulai dari elektron yang bernilai spin positif. setelah orbital penuh dengan elektron bernilai spin positif, maka akan dilanjutkan kembali pada elektron yang bernilai spin negatif untuk mengisi diagram orbital.

3.       Larangan Pauli

Pauli mengemukakan bahwa tak akan bisa dua buah electron dalam atom memiliki empat bilangan kuantum yang sama. Dengan kata lain, ketika dua buah electron dalam sebuah atom memiliki 3 bilangan kuantum yang sama, maka bilangan spin keduanya tak boleh sama. Sehingga, menurut larangan ini bilangan kuantum spin memiliki 2 nilai, yakni +1/2 dan -1/2.

Larangan ini menjadi landasan kuat mengapa sebuah orbital hanya dapat diisi oleh 2 buah electron saja. Ini dikarenakan ketika ada atom ketiga dalam orbital, maka aka nada kemungkinan persamaan empat bilangan kuantum pada electron diatom. Dengan demikian, maka electron selalu berjumlah dua kali lipat dari orbital.

Postingan Keempat – Atom (I)

Didunia ini terdapat berbagai jenis materi. Ada yang berbentuk padat, cair, bahkan ada yang tak berwujud namun bisa dirasakan, seperti udara dan gas. Pernahkah kamu berpikir bagaimana semuanya terbentuk? Mengapa wujud dan karakteristiknya dapat berbeda?

Seluruh materi yang ada di dunia, tersusun dari satuan terkecil yang disebut Atom. Nah, di blog ini saya akan menuangkan dan membagikan kepada teman-teman pemahaman serta ilmu yang saya dapat pada perkuliahan saya mengenai atom.

A. Pengertian  Atom
Atom merupakan sebuah kalimat yang berasal dari Bahasa Yunani, yakni ATOMOS yang berarti tidak dapat dibagi lagi. Atom sendiri merupakan satuan terkecil penyusun seluruh materi. Iya gengs, seluruh materi di jagat raya ini disusun oleh atom. Tetapi atom memiliki jenis yang beragam sehingga setiap materi memiliki ciri khas dan sifatnya masing-masing.

 B. Sejarah Atom
Atom yang sempurna ditemukan dengan proses Panjang dan waktu yang cukup lama. Disetiap pengembangannya tentu tidak bisa diabaikan. Saya katakan tidak bisa diabaikan karena setelah saya mempelajarinya, saya menangkap satu hal; yakni walaupun atom itu dikembangkan oleh orang yang berbeda, tetapi masing-masing pendapat para penemu itu memiliki keterkaitan. Nah, mari kita bahas satu persatu.

1. Democritus

Democritus adalah seorang ilmuwan yang lahir di kota Abdera, Yunani Utara. ia hidup sekitar 460-370 SM. Ia merupakan seorang filsof Yunani. Democritus memiliki pemikiran bahwa ketika sebuah benda dibelah menjadi suatu unit yang terkecil, maka benda itu akan memiliki akhir. unit terkecil yang menjadi penyusun sebuah materi disebutnya dengan Atom. Democritus menggambarkan atom sebagai suatu partikel kecil, keras, dan memiliki berbagai bentuk dan ukuran.

Sebagai seorang filsof, ia tidak menggambarkan atom melalui penelitian. melaikan melalui analogi. atom dianalogikan oleh Democrtius sebagai butiran pasir dipantai, sedangkan pantai digambarkannya sebagai materi yang terlihat solid dan padu. Teori Democritus ini bertahan hingga 2000 tahun lamanya.

2.       John Dalton

Pada tahun 1803, John Dalton merumuskan teori atom baru untuk menjelaskan reaksi kimia, didasarkan pada konsep bahwa setiap unsur terdiri dari ciri unik tersendiri dari atom yang tak dapat dibagi lagi (The Museum of Science and Industry in Manchester, 2001). Semasa hidupnya, Dalton lebih condong mengamati gas. Untuk perumusan teori atom oleh Dalton sendiri, terjadi saat ia melakukan penelitian mengenai tekanan gas pasial. Pada tahun yang sama pula, Dalton mulai menulis dan mendaftarkan simbol-simbol atomnya.

 

 Gambar 2.1 simbol atom yang dituliskan Dalton

Lima tahun kemudian, yakni pada tahun 1808, Dalton menulis sebuah buku yang bertajuk “New System of Chemical Philosophy” yang berisi tentang gagasannya mengenai atom. Kurang lebihnya sebagai berikut :

a.       Setiap material tersusun oleh atom, dan atom adalah unit terkecil dari suatu material

b.       Antar atom saling terikat dan tarik menarik

c.       Atom memiliki bentuk tertentu dan tidak bisa dibagi-bagi lagi karena merupakan unit terkecil dan tidak dapat pula dihancurkan

d.       Dalam suatu unsur, atom memiliki jenis dan bentuk yang sama

e.       Unsur sejenis memiliki sifat yang sama sedangkan unsur tak sejenis akan berbeda.

Namun sayang, teori atom krusial Dalton tidak mampu menjawab mengapa suatu larutan dapat menghantarkan listrik. Bagaimana mungkin suatu bola pejal dapat menghantarkan listrik, padahal listrik adalah elektron yang bergerak. Berarti ada partikel lain yang dapat menyebabkan terjadinya daya hantar listrik.