Pengertian: Teori Atom Mekanika Kuantum dan Bilangan Kuantum

Diposting pada
Pengertian: Teori Atom Mekanika Kuantum dan Bilangan Kuantum
5 (100%) 4 votes

Teori Kuantum

Kegagalan teori atom Bohr dalam menjelaskan spektra atom hidrogen, mendorong Erwin Schrodinger mengembangkan teori atom berdasarkan prinsip-prinsip mekanika kuantum. Teori atom mekanika kuantum hampir sama dengan model atom Bohr, yaitu atom memiliki inti yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif. Perbedaan dari teori ini terletak pada posisi elektron dalam mengelilingi inti atom.

Menurut Schrodinger, gerakan elektron dalam mengelilingi inti atom dihubungkan dengan sifat dualisme materi. Dari persamaan ini dihasilkan tiga bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (A), dan bilangan kuantum magnetik (m). Ketiga bilangan kuantum ini adalah bilangan bulat sederhana yang menunjukkan peluang adanya elektron di sekeliling atom.

Bilangan Kuantum Utama (n)

Bilangan kuantum ini menyatakan tingkat energi utama elektron dan sebagai ukuran kemungkinan ditemukannya elektron dari inti atom, yang memiliki nilai n = 1, 2, 3, …, n. Jadi, bilangan kuantum ini mirip dengan tingkatan energi elektron menurut teori atom Bohr. Bilangan kuantum ini merupakan fungsi jarak yang dihitung dari inti atom, sehingga semakin besar nilai n, maka semakin jauh jaraknya dari inti atom.

Bilangan Kuantum Azimut (A)

Bilangan kuantum disebut juga dengan kuantum momentum sudut, yang dilambangkan dengan l dan digunakan untuk menentukan bentuk orbital dengan nilai l = n – 1. Dikarenakan nilai n adalah bilangan bulat dan terkecil, maka l juga merupakan deret bilangan bulat, 0, 1, 2, …, (n-1). Jadi, untuk nilai n-1 hanya ada satu harga bilangan kuantum azimut, yaitu 0, sehingga pada kulit K (n-1) hanya terdapat satu bentuk orbital. Sedangkan untuk nilai n-2, terdapat 2 harga bilangan kuantum azimut, yaitu o dan 1, sehingga pada kulit L (n-2) terdapat dua bentuk orbital, yaitu orbital yang memiliki nilai l = 0 dan l = 1.

READ  Cara Pengukuran Jangka Sorong dan Fungsinya didalam Kehidupan Sehari-hari

Bilangan Kuantum Magnetik (m)

Bilangan kuantum ini disebut juga dengan kuantum orientasi, karena menunjukkan orientasi atau arah orbital dalam orientasi sub kulit dalam kulit, yang memiliki nilai berupa deret bilangan bulat dari –m melalui nol hingga +m. Untuk l =1, maka nilai m = 0. Jadi, nilai bilangan kuantum ini untuk l = 1 adalah –l melalui 0 hingga +0.

Bilangan Kuantum Spin (s)

Selain bilangan kuantum n, l, dan m, masih ada satu lagi bilangan kuantum yang lain yaitu bilangan kuantum spin  (s). Bilangan kuantum ini ditemukan oleh Otto Strern dan W. Gerlach dari hasil pengamatan rasiasi uap perak yang melalui medan magnet.

Berdasarkan percobaan keduanya, maka ditemukan bahwa terdapat dua macam spin elektron yang kedua spin ini berlawanan arah dan saling meniadakan. Pada atom yang memiliki jumlah elektronnya ganjil, maka terdapats ebuah elektron yang spinnya tidak ada yang meniadakan, sehingga atom tersebut memiliki medan magnet.

Bilangan kuantum ini memiliki dua nilai yang berlawanan tanda, yaitu +½ dan –½. Tanda + menunjukkan putaran yang searah dengan jarum jam, dan tanda – menunjukkan arah yang berlawanan dengan jarum jam.

Apa Itu Atom?

Teori atom sudah ditemukan sejak 400 tahun sebelum masehi, oleh ahli filsafat Yunani yang bernama Leukippos dan Demokritos, yang dimulai ketika mereka mencari asal mula semua benda yang ada di alam semesta. Mereka menyatakan bahwa semua benda terdiri dari bagian-bagian yang sangat kecil dan tidak mungkin dibagi lagi. Bagian tersebutlah yang dinamakan dengan atom.

Pada abad ke-5 SM di India ada pendapat yang menyatakan bahwa tiap unsur benda terdiri dari 1 sampai 5 atom. Lalu pada ke-8 , Jabir, seorang ilmuwan muslim mengatakan bahwa materi terbentuk dari partikel dasar bermuatan yang menyerupai petir dan partikel yang tidak dapat dibagi-bagi.

READ  Gelombang Bunyi, Pengertian, Intensitas dan Taraf, Karakteristik, dan Sumbernya

Setelah abad ke-19, perkembangan atom mulai bermunculan, dari model Atom Dalton, Thompson, Rutherford, Niels Bohr, hingga mekanika kuantum (modern). Nah, dalam artikel ini hanya akan di bahasa mengenai model atom mekanika kuantum.

Model Atom Mekanika Kuantum

Berdasarkan analisis spektrum atom dan teori kuantun yang dinyatakan oleh Max Plank, maka pada tahun 1913, Niels Bohr menghadirkan model atom hidrogen, yaitu atom yang memiliki satu elektron. Bohr menyatakan bahwa elektron beredar mengitari intinya pada tingkat-tingkat energi tertentu, seperti planet-planet yang mengitari matahari. Elektron tersebut dapat berpindah dari tingkat energi yang satu ke tingkat energi yang lain.

Terdapat beberapa kelemahan dari model Atom Bohr ini, yaitu sebagai berikut.

  1. Teori atom Bohr hanya mampu menjelaskan tentang spektrum atom yang sederhana, seperti Hidrogen, akan tetapi tidak mampu menjelaskan keterangan yang lebih detail, seperti nomor atom.
  2. Teori atom Bohr tidak bisa menerangkan pengaruh medan magnet yang terdapat di dalam atom hidrogen.

Oleh sebab itu, tidak mungkin digambarkan bahwa elektron beredar mengitari inti berdasarkan suatu orbit yang berbentuk lingkaran dengan jari-jari tertentu. Kekurangan dari teori atom Bohr ini kemudian disempurnakan oleh teori atom mekanika kuantum. Model atom mekanika kuantum dicetuskan oleh Erwin Schrodinger, yang merupakan seorang ilmuwan dari Austria pada tahun 1972.

Teori Atom Mekanika Kuantum

Teori atom mekanika kuantum didasarkan pada sifat elektron yaitu sebagai gelombang dan juga sebagai partikel.

  1. De Broglie menyatakan bahwa cahaya dapat berperilaku sebagai materi yang berperilaku sebagai gelombang. Hal ini dikenal dengan istilah dualisme gelombang partikel.
  2. Heisenberg menyatakan bahwa tidak mungkin kecepatan dan posisi elektron ditentukan secara bersaman, namun yang dapat ditentukan hanyalah kemungkinan menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.
READ  Rumus Kecepatan Fisika, Lengkap dengan Contoh

Erwin Schrodinger mencetuskan teori yang dinamakan dengan teoti atom mekanika kuantum. Menurutnya kedudukan elektron atom dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti. Yang dapat ditentukan hanya kemungkinan menemukan elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom.

Lalu Werner Heisenberg menemukan metode eksperimen yang digunakan untuk menentukan posisi atau momentum suatu partikel. Misalnya elektron dapat menyebabkan perubahan pada posisi momentum ataupun keduanya.

Nah, teori Schrodinger dan prinsip ketidakpastian Heisenberg memunculkan model atom mekanika kuantum.

  1. Posisi elektron dalam atom dpat ditentukan dengan pasti.
  2. Atom memiliki kulit elektron.
  3. Setiap kulit elektron terdiri dari subkulit.
  4. Setiap sub kulit memiliki sub-sub kulit elektron.

BACA JUGA >>> Pengertian Fotosintesis