Teori Mekanika Kuantum

 
Dalam fisika klasik, partikel memiliki posisi dan momentum yang jelas dan mengikuti lintasan yang pasti. Akan tetapi, pada skala atomik, posisi dan momentum atom tidak dapat ditentukan secara pasti. Hal ini dikemukakan olehWerner Heisenberg pada tahun 1927 dengan Prinsip Ketidakpastian (uncertainty principle) (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb).
Menurut Heisenberg, metode eksperimen apa saja yang digunakan untuk menentukan posisi atau momentum suatu partikel kecil dapat menyebabkan perubahan, baik pada posisi, momentum, atau keduanya. Jika suatu percobaan dirancang untuk memastikan posisi elektron, maka momentumnya menjadi tidak pasti, sebaliknya jika percobaan dirancang untuk memastikan momentum atau kecepatan elektron, maka posisinya menjadi tidak pasti.

Untuk mengetahui posisi dan momentum suatu elektron yang memiliki sifat gelombang, maka pada tahun 1927, Erwin Schrodinger, mendeskripsikan pada sisi elektron tersebut dengan fungsi gelombang (wave function) yang memiliki satu nilai pada setiap posisi di dalam ruang (Oxtoby, Gillis, Nachtrieb).

Fungsi gelombang ini dikembangkan dengan notasi ϕ (psi), yang menunjukkan bentuk dan energi gelombang elektron (James E. Brady, 1990). Model atom mekanika kuantum menerangkan bahwa elektron-elektron dalam atom menempati suatu ruang atau “awan” yang disebut orbital, yaitu ruang tempat elektron paling mungkin ditemukan. Beberapa orbital bergabung membentuk kelompok yang disebut subkulit. Jika orbital kita analogikan sebagai “kamar elektron”, maka subkulit dapat dipandang sebagai “rumah elektron”. Beberapa subkulit yang bergabung akan membentuk kulit atau “desa elektron”.

Satu kulit tersusun dari subkulit-subkulit

Satu subkulit tersusun dari orbital-orbital

Satu orbital menampung maksimal dua elektron

Hubungan Subkulit, Orbital, dan Jumlah Elektron Maksimum
Jenis Subkulit     Jumlah Orbital     Elektron Maksimum
  • Subkulit s    1 orbital    2 elektron
  • Subkulit p    3 orbital    6 elektron
  • Subkulit d    5 orbital    10 elektron
  • Subkulit f    7 orbital    14 elektron
  • Subkulit g    9 orbital    18 elektron
  • Subkulit h    11 orbital    22 elektron
  • Subkulit i    13 orbital    26 elektron

Orbital-orbital dalam satu subkulit mempunyai tingkat energi yang sama, sedangkan orbital-orbital dari subkulit berbeda, tetapi dari kulit yang sama mempunyai tingkat energi yang bermiripan.

Susunan kulit, subkulit, dan orbital dalam suatu atom berelektron banyak disederhanakan seperti pada gambar

Susunan orbital dalam suatu atom multielektron. Setiap kotak menunjuk satu orbital

No comments:

Post a Comment