Struktur
Atom
Istilah struktur atom
biasanya digunakan untuk mencakup bukan saja distribusi elektron yang mungkin
disekeliling inti, tetapi juga energi elektron dan sifat kemagnetannya, entalpi
pengionan dan sejenisnya, yang bergantung kepada pendistribusiannya. Telah
ditemukan bahwa garis-garis spektra atom hidrogen terdiri atas berapa deret
garis konvergen yakni : Deret Ultraviolet (Lyman)., Deret tampak (Balmer), dan Deret
infra merah (Paschen).
Mekanika
Gelombang
Dalam mekanika
gelombang , salah satu gagasan dasar adalah bahwa letak elektron sebagai
partikel diskret, tidak dapat dirinci
dengan tepat. Mekanika elektron tersebut mempunyai fungsi gelombang, yang mempunyai nilai tepat pada setiap titik
dalam ruang. Fungsi gelombang dapat ditafsirkan dengan salah satu dari dua cara
:
1. Elektron
dipandang sebagai partikel diskret, pangkat dua fungsi gelombang , menyatakan
kemungkinan mendapatkannya secara relatif pada setiap titik.
2. Elektron
terpandang sebagai distribusi terpoles dari muatan negatif yang rapatannya
beragam dari satu tempat ketempat yang lain, menurut besarnya pangkat dua
fungsi gelombang.
Menurut mekanika
gelombang, rapatan elektron memiliki simetri bulat sekeliling inti. Rapatan
elektron paling besar terjadi pada inti dan turun secara eksponensial dengan
bertambahnya jari-jari.
Orbital
Atom dalam Mekanika Gelombang
Terdapat berbagai jenis
orbital yang disebut s,p,d,f (secara abjad diikuti oleh g,h
dan seterusnya), yang mempunyai nilai / berturut-turut 0,1,2,3 dan seterusnya. Bagi
setiap nilai n terdapat satu orbital s.
Bagi setiap nilai n dimulai dari 2
terdapat satu set tiga orbital p, begitu seterusnya. Setiap orbital
s adalah simetri bulat. Setiap
orbital p terdiri atas cuping positif sepanjang sumbu positif
cartesius, dan cuping negatif sepanjang sumbu negatifnya. Setiap set orbital d
terdiri atas 5 anggota. Sedangkan bagi setiap bilangan kuantum utama mulai
dengan 4 terdapat set orbital f. Orbital 4f hanya sedikit berperan
dalam ikatan kimia, walaupun tidak diragukan bahwa orbital 5f cukup ekstensif digunakan dalam berbagai senyawaan yang dibentuk
oleh unsur-unsur aktinida.
Spin
Elektron, Prinsip Eksklusi, Konfigurasi Elektron
Setiap elektron
mempunyai sifat yang disebut spin,
yang dapat dibayangkan bahwa elektron sebagai partikel diskret berpusing ,
seperti gasing pada sumbu yang
melewatinya. Terdapat dua akibat penting dari spin elektron. Salah satu ialah
bahwa harus dirinci oleh bilangan kuantum tambahan. Ini mempunyai nilai +1/2
atau -1/2,
bergantung pada spin apakah searah atau berlawanan arah dengan jarum jam.
Prinsip
Ekslusi, bila suatu elektron diperuntukan bagi suatu
orbital elektron, elektron tersebut dapat sepenuhnya diterangkan dengan daftaran
empat bilangan kuantum. Aturan dasar yang harus diikuti pada penempatan dua
atau lebih elektron pada orbital-orbital suatu atom ialah prinsip eksklusi.
Dua elektron dalam
suatu atom tidat dapat memiliki set bilangan kuantum yang identik.
Akibat paling penting
dari prinsip ini ialah bahwa tidak ada orbital yang pernah memuat lebih dari
dua elektron , dan elektron-elektron tersebut harus mempunyai spin yang
berlainan.
Cara elektron menempati
orbital-orbital dalam atom disebut konfigurasi elektron atom tersebut. Bagi
atom hidrogen, ini hanyalah pernyataan orbital mana yang terisi , misalnya 1s untuk keadaan dasar, 2s,3d,5f dan sebagainya untuk berbagai
keadaan tereksitasi.
Struktur
Atom dengan Banyak Elektron
sekarang dapat
diperhatikan pertanyaan cara konfigurasi elektron menyusun keadaan dasar atom
bagi setiap unsur. Hal ini ditentukan secara sistematik dengan membangun
konfigurasi menurut naiknya nomor atom. Pada pengerjaannya prinsip eksklusi
(tidak lebih dari dua elektron setiap orbital), dan setiap penambahan elektron
harus diperuntukan bagi orbital energi terendah yang belum terisi. Dijumpai
fakta penting, yaitu bahwa orbital-orbital dalam bilangan kuantum utama sama,
tidak memiliki energi sama pada atom berelektron banyak, walaupun memang
demikian hanya pada atom hidrogen.
Tabel
Berkala
Menurut tabel bekala
oleh Mendeleyev, dimana unsur-unsur ditata dalam baris horizontal dengan panjang baris yang dipilih sedemikian
hingga unsur-unsur yang serupa akan membentuk kolom vertikal. Moseley-lah yang
menunjukan bahwa kriteria urutan yang sesuai bukanlah bobot atom melainkan
nomor atom. Selanjutnya kolom-kolom vertikal tidak saja memuat unsur-unsur yang
sifat kimianya serupa, tetapi atom-atom yang konfigurasi elektronnya mirip.
Aturan
Pertama Hund, Perubahan Entalpi Pengionan dengan Nomor Atom
Aturan pertama Hund :
konfigurasinya paling stabil, diantara beberapa kemungkinan dengan energi
orbital sama, ialah konfigurasinya dengan spin elektron tidak berpasangan yang paling banyak. Aturan ini berarti penyebaran
elektron, karena setiap dua elektron pada orbital yang sama menurut prinsip
eksklusi diharuskan untuk memiliki spin yang berlawanan arah, suatu keadaan
yang diberikan sebagai perpasangan spin.
Terdapat tiga
kecendrungan utama yang perlu dikomentari dalam entalpi pengionan pertama yakni :
1.
Maksimal terjadi pada gas-gas mulia dan
minimal terjadi pada logam logam alkali karena konfigurasi kulit penuh dari
gas-gas mulia sangat stabil dan tahan untuk dipecahkan, baik untuk membentuk
ikatan kimia atau diionkan.
2.
Dari setiap logam alkali ke gas mulia
berikutnya terdapat kenaikan entalpi pengionan secara menyeluruh karena
elektron-elektron dengan bilangan kuantum utama sama mempunyai jarak rata-rata
dari inti yang kira-kira sama.
3.
Kenaikan yang baru saja dibahas tidaklah
mulus, melainkan terdapat dua lonjakan yang terjadi pada posisi yang sesuai
pada setiap deret , yakni dari Li sampai Ne, dari Na sampai Ar, dan dengan
sedikit perbedaan akibat masuknya unsur-unsur transisi dalam periode-periode
berikutnya dari tabel.
Sifat
Magnetik dari Atom dan Ion
Setiap atom, ion, atau
molekul yang memiliki satu atau lebih elektron tidak berpasangan adalah
paramagnetik, artinya bahwa ia atau setiap materi dimana ia terdapat , akan
ditarik kedalam magnet. Zat-zat yang tidak mengandung elektron tidak
berpasangan adalah diamagnetik, artinya mereka sedikit ditarik oleh medan
magnet. Sebenarnya paramagnetisme suatu zat yang mengandung elektron-elektron
tidak berpasangan menerima sumbangan dari gerakan orbital elektron tidak berpasangan
maupun dari spinnya. Namun, terdapat kasus-kasus penting dimana sumbangan spin
begitu menonjol, sehingga harga susceptibilitas yang terukur dapat diartikan
sebagai petunjuk berapa banyak elektron tidak berpasangan yang ada. Pertalian ini paling baik dinyatakan dengan menggunakan besaran yang disebut momen magnetik.
Keelektronegatifan
Keelektronegatifan
adalah ukuran empiris mengenai kecendrungan atom dalam molekul untuk menarik
elektron.Dengan sendirinya ia akan berubah dengan tingkat oksidasi atom. Perlu
ditekankan bahwa kelektronegatifan bukanlah sama seperti entalpi penangkapan
elektron, walaupun ada keterkaitannya . Keelektronegatifan sebagian ditentukan
oleh kecendrungan atom mengikat elektrontambahan, dan sebagian oleh
kecendrungan memegang elektron yang sudah dimiliki.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar