Teori Mekanika Kuantum dan Modelnya – Materi Kimia Kelas
Halo Sobat Zenius! Di artikel kali ini gue bakalan membahas mengenai teori mekanika kuantum.
Tapi sebelum itu gue pengen nanya, sebelumnya elo sudah mempelajari tentang teori Bohr, bukan? Nah, ternyata teori Bohr memiliki banyak kelemahan lho, guys.
Ia hanya menjelaskan tentang kulit atom saja, selain itu ia juga tidak menjelaskan spektrum pancar atom yang mengandung lebih dari satu elektron. Padahal, di balik kulit atom terdapat yang namanya subkulit dan di dalamnya lagi terdapat orbital.
Setelah mengetahui kelemahan teori Bohr, maka para ahli mencoba untuk mengemukakan teori-teorinya.
Teori itulah yang menjadi dasar dari mekanika kuantum. Yuk, simak lebih jauh penjelasan di bawah ini!
Teori Mekanika Kuantum Menurut Ahli
Max Planck
Max Planck merupakan seorang fisikawan Jerman yang dianggap sebagai bapak mekanika kuantum. Ia mematahkan teori fisika klasik yang mengatakan bahwa cahaya merupakan suatu gelombang.
Teori fisika klasik tersebut bertahan lama hingga Planck menemukan teori baru dan sangat revolusioner, yaitu gelombang cahaya termasuk dalam gelombang dan suatu partikel.
Louis de Broglie
Louis de Broglie menyatakan bahwa partikel kecil yang bergerak sangat cepat seperti elektron memiliki sifat seperti gelombang. De Broglie merumuskan suatu persamaan dimana panjang gelombang yang ditimbulkan ketika suatu partikel bergerak. Persamaannya bisa dilihat sbb:
Keterangan:
λ = panjang gelombang
h = ketetapan planck
m = massa
v = cepat rambat gelombang
Werner Heisenberg
Teori menurut Heisenberg ini biasa disebut juga sebagai teori ketidakpastian. Mengapa disebut sebagai teori ketidakpastian? Hal ini karena posisi dan momentum elektron tidak bisa ditentukan secara pasti.
Erwin Schrodinger
Dari teori de Broglie dan Heisenberg, maka muncullah teori atom mekanika gelombang dikemukakan oleh Schrodinger yang menyatakan bahwa posisi dan momentum elektron tidak bisa ditentukan secara pasti.
Yang bisa ditentukan adalah probabilitas (kemungkinan daerahnya) menemukan elektron. Daerah dengan probabilitas menemukan elektron terbesar disebut dengan orbital.
Untuk menemukan tingkat energi, bentuk, dan orientasi orbital, maka teori mekanika kuantum yang dikemukakan Erwin Schrodinger mencakup tiga jenis bilangan kuantum yang terdiri dari bilangan kuantum utama, azimut, dan magnetik. Selengkapnya akan dibahas pada bagian bilangan kuantum di bawah ini.
Model Atom Mekanika Kuantum
Sebelum kita ke bilangan kuantum, alangkah baiknya kita mengenal model atom mekanika kuantum terlebih dahulu. Tak kenal maka… tak paham dong. Yuk langsung aja kita bahas!
Model atom mengalami perkembangan dari yang pertama yaitu model atom Dalton, kemudian disempurnakan oleh Thomson, masih kurang sempurna dan disempurnakan lagi oleh Rutherford.
Selanjutnya Bohr, dan ternyata masih ada kelemahan hingga akhirnya berkembang lagi menjadi model atom Mekanika Kuantum hingga saat ini.
Model Atom Dalton
Dalton menyebutkan bahwa partikel terkecil dari suatu materi disebut atom. Jadi, ketika ada suatu benda kemudian dibagi dan dibagi terus menerus sampai kecil, hingga ditemukan benda tersebut sudah tidak bisa dibagi lagi, itu disebut atom.
Model Atom Thomson
Ternyata, Thomson menemukan bahwa bagian terkecil dari suatu materi bukanlah atom. Sehingga, teori Dalton menjadi runtuh. Ia menemukan partikel penyusun atom. Thomson menemukan partikel sub atomik yang bermuatan negatif, bernama elektron atau sinar katoda.
Teori Thomson menyatakan bahwa atom memiliki muatan yang bernilai positif, kemudian terdapat partikel-partikel negatif yang menyelimuti atom tersebut, sehingga bentuknya seperti roti kismis. Maka dari itu model atom Thomson dikenal dengan sebutan model bola kismis.
Model Atom Rutherford
Selanjutnya Rutherford ingin membuktikan apakah teori Thomson benar atau tidak. Ternyata, ditemukan bahwa atom terdiri dari rongga-rongga kosong dan terdapat inti atom yang bermuatan positif. Nah, massa atom itu berpusat di inti, sehingga elektron tidak berpengaruh terhadap massa atom.
Model Atom Bohr
Ternyata, model atom Rutherford diketahui memiliki beberapa kelemahan teori nih, guys. Sehingga, Niels Bohr dan Ernest Rutherford melakukan percobaan lagi, hingga akhirnya dicetuskan model atom Bohr. Model ini menyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan neutron yang dikelilingi oleh elektron.
Jadi, si elektron ini berputar dalam orbitnya dengan tingkatan energi tertentu. Tingkat energi tertentu itulah yang dinamakan dengan orbit atau kulit atom (n), yaitu K, L, M, N.
Tapi, model atom Bohr ini ternyata ada kelemahannya. Ia hanya dapat menjelaskan spektrum dari atom atau ion yang berelektron tunggal.
Model Atom Mekanika Kuantum
Model atom terakhir yang masih eksis hingga saat ini adalah mekanika kuantum. Model ini menyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh awan-awan elektron. Dari teori inilah ditemukan empat jenis orbital, yaitu s, p, d, f. Berikut gambaran modelnya:
Model Atom Thomson
Ternyata, Thomson menemukan bahwa bagian terkecil dari suatu materi bukanlah atom. Sehingga, teori Dalton menjadi runtuh. Ia menemukan partikel penyusun atom. Thomson menemukan partikel sub atomik yang bermuatan negatif, bernama elektron atau sinar katoda.
Teori Thomson menyatakan bahwa atom memiliki muatan yang bernilai positif, kemudian terdapat partikel-partikel negatif yang menyelimuti atom tersebut, sehingga bentuknya seperti roti kismis. Maka dari itu model atom Thomson dikenal dengan sebutan model bola kismis.
Model Atom Rutherford
Selanjutnya Rutherford ingin membuktikan apakah teori Thomson benar atau tidak. Ternyata, ditemukan bahwa atom terdiri dari rongga-rongga kosong dan terdapat inti atom yang bermuatan positif. Nah, massa atom itu berpusat di inti, sehingga elektron tidak berpengaruh terhadap massa atom.
Model Atom Bohr
Ternyata, model atom Rutherford diketahui memiliki beberapa kelemahan teori nih, guys. Sehingga, Niels Bohr dan Ernest Rutherford melakukan percobaan lagi, hingga akhirnya dicetuskan model atom Bohr. Model ini menyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan neutron yang dikelilingi oleh elektron.
Jadi, si elektron ini berputar dalam orbitnya dengan tingkatan energi tertentu. Tingkat energi tertentu itulah yang dinamakan dengan orbit atau kulit atom (n), yaitu K, L, M, N.
Tapi, model atom Bohr ini ternyata ada kelemahannya. Ia hanya dapat menjelaskan spektrum dari atom atau ion yang berelektron tunggal.
Model Atom Mekanika Kuantum
Model atom terakhir yang masih eksis hingga saat ini adalah mekanika kuantum. Model ini menyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh awan-awan elektron. Dari teori inilah ditemukan empat jenis orbital, yaitu s, p, d, f. Berikut gambaran modelnya:
Model Atom Thomson
Ternyata, Thomson menemukan bahwa bagian terkecil dari suatu materi bukanlah atom. Sehingga, teori Dalton menjadi runtuh. Ia menemukan partikel penyusun atom. Thomson menemukan partikel sub atomik yang bermuatan negatif, bernama elektron atau sinar katoda.
Teori Thomson menyatakan bahwa atom memiliki muatan yang bernilai positif, kemudian terdapat partikel-partikel negatif yang menyelimuti atom tersebut, sehingga bentuknya seperti roti kismis. Maka dari itu model atom Thomson dikenal dengan sebutan model bola kismis.
Model Atom Rutherford
Selanjutnya Rutherford ingin membuktikan apakah teori Thomson benar atau tidak. Ternyata, ditemukan bahwa atom terdiri dari rongga-rongga kosong dan terdapat inti atom yang bermuatan positif. Nah, massa atom itu berpusat di inti, sehingga elektron tidak berpengaruh terhadap massa atom.
Model Atom Bohr
Ternyata, model atom Rutherford diketahui memiliki beberapa kelemahan teori nih, guys. Sehingga, Niels Bohr dan Ernest Rutherford melakukan percobaan lagi, hingga akhirnya dicetuskan model atom Bohr. Model ini menyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang mengandung proton dan neutron yang dikelilingi oleh elektron.
Jadi, si elektron ini berputar dalam orbitnya dengan tingkatan energi tertentu. Tingkat energi tertentu itulah yang dinamakan dengan orbit atau kulit atom (n), yaitu K, L, M, N.
Tapi, model atom Bohr ini ternyata ada kelemahannya. Ia hanya dapat menjelaskan spektrum dari atom atau ion yang berelektron tunggal.
Model Atom Mekanika Kuantum
Model atom terakhir yang masih eksis hingga saat ini adalah mekanika kuantum. Model ini menyatakan bahwa atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh awan-awan elektron. Dari teori inilah ditemukan empat jenis orbital, yaitu s, p, d, f. Berikut gambaran modelnya:
Model atom mekanika kuantum
Sebelum lanjut, yuk download dulu aplikasi Zenius. Elo bisa dapetin akses ke ribuan materi pelajaran, latihan soal, dan fitur-fitur gratis Zenius. Tinggal klik aja gambar di bawah sesuai gadget elo, ya!
Bilangan Kuantum
Nah, sekarang kita mengenal macam-macam bilangan kuantum, yuk!
Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama menyatakan tingkat energi utama elektron yang dimiliki dari suatu atom. Bilangan ini dilambangkan dengan n yang melambangkan kulit atom pada model atom Bohr.
Kita review kembali bahwa pada model atom Bohr terdapat jenis kulit K (n=1), L (n=2), M (n=3), N (n=4), O (n=5), dst. Semakin besar nilai n, maka akan semakin besar juga ukuran orbital dan tingkat energinya.
Bilangan Kuantum Azimut (l)
Kalau tadi bilangan kuantum utama menyatakan kulit atom, nah kalau bilangan azimuth ini menyatakan suatu bentuk orbital atau sub-kulit atom.
Lalu, banyaknya sub kulit ini tergantung pada banyaknya tingkat energi utama (kulit). Maksudnya begini, kalau jumlah kulit (n) adalah 1, maka sub kulit (l) yang diperbolehkan hanya 1. Coba deh lihat di bawah ini:
Begitu seterusnya, tapi untuk saat ini belum ditemukan atom yang elektronnya mengisi sub kulit 5g, sehingga hanya dibahas sampai sub kulit s, p, d, dan f.
Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Selanjutnya adalah bilangan kuantum magnetik yang dilambangkan dengan m. Bilangan ini menyatakan orientasi dari orbital, bentuk khusus orbital, atau ukuran orbital. Dimana nilai m yang diperbolehkan yaitu m = –l sampai +l.
Dari gambar di atas, kamu bisa mengetahui bahwa sub kulit s (l=0) memiliki harga m=0 yang artinya dia hanya punya 1 buah orbital. Kemudian, sub kulit p (l=1) memiliki harga m=-1, 0, 1 yang artinya dia memiliki 3 buah orbital. Begitu deh seterusnya.
Bilangan Kuantum Spin (s)
Bilangan kuantum yang terakhir adalah spin atau dilambangkan dengan huruf s. Tahukah kamu bahwa selain berevolusi mengelilingi inti, ternyata elektron juga berotasi lho, guys.
Nah, itulah yang akan dibahas pada bilangan kuantum spin, dimana bilangan ini akan mendeskripsikan arah spin elektron di dalam orbital. Harga s yang diperbolehkan adalah – ½ atau + ½
Bilangan kuantum spin, penulisan tanda panah ke atas didahulukan
Harga s = + ½ dilambangkan dengan tanda panah mengarah ke atas, sedangkan untuk harga s = – ½ dilambangkan dengan tanda panah yang mengarah ke bawah. Dalam penulisannya, tanda panah mengarah ke atas harus diutamakan atau didahulukan.
Komentar
Posting Komentar