A. Teori Atom Bohr
Bohr menyusun teori berdasar spectrum atom hydrogen, yaitu:a. Elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan-lintasan tertentu yang berbentuk lingkaran. Setiap lintasan tertentu memiliki tingkat energi tertentu yang disebut kulit atom. Setiap kulit ditandai dengan bilangan kuatum utama (n) dan diberi lambang K, L, M, N, dan seterusnya.
b. Elektron dapat berpindah dari lintasan satu ke lintasan yang lain dengan menyerap atau memancarkan sejumlah energi. Besarnya energi sesuai dengan perbedaan enegri (∆ E) antara dua lintasan yang ditempati elektron secara berurutan, ∆E = hv.
B. Teori Atom Mekanika Kuantum
Teori atom mekanika kuantum disusun oleh Erwin Schrodinger (1926) berdasakan prinsip dualisme materi dari Prince Louis de Broglie dan prinsip ketidakpastian dari Werner Heisenberg. Menurut de broglie, materi dapat bersifat sebagai partikel dan gelombang. Adapun menurut Heisenberg, tidak mungkin menentukan kecepatan dan posisi elektron secara bersamaan, tetapi yang dapat ditentukan hanyalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti.Berdasarkan teori-teori tersebut, Schrodinger mengemukakan bahwa atom mempunyai inti bermuatan positif dan elektron bermuatan negatif yang mengelilingi inti. Posisi elektron dalam mengelilingi inti tidak dapat ditentukan dengan pasti, tetapi hanya merupakan kebolehjadian ditemukan elektron. Ruang di mana terdapat kebolehjadian yang lebih tinggi untuk menemukan elektron disekitar inti disebut orbital. Gerakan elektron dalam mengelilingi inti bersifat seperti gelombang.
Peta Konsep Teori Atom Mekanika Kuantum
C. Bilangan Kuantum
Kedudukan elektron dalam suatu atom dapat ditentukan oleh empat bilangan kuantum,yaitu:
a. Bilangan Kuantum Utama (n)
Bilangan kuantum utama menyatakan kulit tempat elektron berada dan menyatakan nomor kulit ( tingkat energi). Bilangan kuantum utama mempunyai harga-harga: 1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7Contoh:
n = 1 sesuai untuk kulit K
n = 2 sesuai untuk kulit L dan seterusnya.
Bilangan kuantum utama juga menyatakan ukuran orbital atom. Semakain besar harga n, semakin besar ukuran orbital yang ditempati elektron.
b. Bilangan Kuantum Azimut (l)
Bilangan kuantum azimut menyatakan subkulit tempat elektron berada dan menentukan jenis subkulit dan bentuk orbital. Harga bilangan kuantum azimut tergantung pada harga bilangan kuantum utama (n) , yaitu dari 0 sampai dengan (n – 1).l = 0 mentayakan subkulit s
l = 1 menyatakan subkulit p
l = 2 menyatakan subkulit d
l = 3 menyatakan subkulit f
c. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Bilangan kuantum magnetik menyatakan kedudukan elektron pada suatu orbital dan menyatakan orientasi khusus deri orbital itu dalam ruang relatif terhadap inti. Harga bilangan kuantum magnetik tergantung pada harga bilangan kuantum azimut, yaitu semua bilangan bulat mulai dar -1 sampai dengan +1, termasuk 0.Contoh:
l = 0 → m = 0
l = 1 → -1, 0, +1
l = 2 → -2, -1. 0. +1, +2
d. Bilangan Kuantum Spin (s)
Bilangan kuantum spin menunjukan arah putaran elektron pada sumbunya selama mengelilingi inti. Bilangan kuatum spin (s) mempunyai harga yaitu s = + ½ dan s = - ½. S = +1/2 , arah putaran searah jarum jam, ( ↿ ), s = - ½, arah putaran berlawanan dengan arah jarum jam (⇂).D. Bentuk dan Orientasi Orbital
Bentuk orbital bergantung pada bilangan kuantum azimut (l), artinya orbital dengan bilangan kuantum azimut sam mempunyai bentuk yang sama. Orientasi orbital terkait dengan bilangan kuantum magnetik. a. Orbital di subkulit s
Subkulit s memiliki 1 orbital. Orbital ini memiliki bentuk seperti bola dengan orientasi sama ke segala arah, artinya elektron yang ada pada orbital s berada sama jauh dan segala arah terhadap inti atom.
Gambar bentuk orbital s :
b. Orbital di subkulit p
Subkulit p memiliki 3 orbital. Orbital-orbital ini memiliki bentuk balon terpilin dengan orientasi yang membentuk sudat 900 satu sama lain. Orbital subkulit p dibedakan atas px, py, pz.Gambar bentuk orbital p:
Gambar gabungan ketiga orbital p
c. Orbital di subkulit d.
Subkulit d memiliki 5 orbital. Orbital-orbital ini memiliki bentuk yang lebih kompleks dengan orientasi berbeda. Kelima orbital ini masing-masing dibedakan atas: dz2, dx2- y2, dxz, dxy, dan dyz.Gambar bentuk orbital d:
d. Orbital di subkulit f
Subkulit f memiliki 7 orbital. Ketujuh orbital ini memiliki bentuk dan orientasi yang lebih rumit . Gambar orbital subkulit f:
E. Konfigurasi Elektron
Konfigurasi elektron menggambarkan susunan elektron-elektron pada orbital-orbital dalam atom. Dalam menuliskan konfigurasi elektron harus sesuai dengan aturan pengisian elektron-elektron ke dalam orbital-orbitalnya sebagai berikut:a. Asas Aufbau
Pengisian elektron dalam suatu orbital dimilai dari tingakat energi yang rendah ke tingkat yang lebih tinggi, seperti diagarm berikut:
b. Larangan Pauli
Dalam suatu atom tidak boleh ada dua elektron yang mempunyai keempat bilangan kuantum sama. Dengan kata lain, suatu orbital hanya dapat ditempati paling banyak oleh dua elektron dengan arah spin yang berlawanan.
c. Kaidah Hund.
Pengisian orbital setingkat elektron-elektron menempati orbital-orbital dengan spin yang sama sampai penuh, kemudian mengisi orbital dengan spin yang berpasangan.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penulisan konfigurasi elektron adalah:
a. cara menuliskan urutan subkulit.1) subkulit-subkulit ditulis sesuai dengan urutan tingkat energi 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
2) subkulit-subkulit dari kulit yang sama dikumpulkan, lalu diikuti subkulit-subkulit dari kulit berikutnya 1s2 2s2 sp6 3s2 3p6 3d10 4s2.
b. menyingkat penulisan konfigurasi elektron dengan menggunakan konfigurasi elektron gas mulia terdahulu.
Contoh:
10Ne = 1s2 2s2 2p6
12Mg = 1s2 2s2 2p6 3s2 atau (Ne) 3s2
18Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
19K = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 atau (Ar) 4s1
c. subkulit d stabil bila penuh atau ( 10e) atau setengah penuh (5e)
contoh: Konfigurasi elektron untuk 24X menurut Aufbau : (Ar) 4s2 3d4 (tidak stabil), keadaan eksitasi: (Ar) 4s1 3d5 (lebih stabil). Jadi penulisan yang benar 24X = (Ar) 4s2 3d5.
d. Konfigurasi elektron ion
Ion logam bermuatan +a terjadi bila atom netral logam melepaskan a elektron, sedang ion nonlogam bermuatan –a bila atom netral nonlogam mengikat a
elektron. Contoh;
Fe = (Ar) 4s2 3d6
Fe3+ = (Ar) 4s0 3d5 (melepas dari subkulit 4s dulu, lalu subkulit 3d)
