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.