Struktur atom Sifat Dasar Elektron

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Struktur atom

Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron. Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Demikian pula sekumpulan atom dapat berikatan satu sama lainnya membentuk sebuah molekul. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan merupakan ion. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut. Relatif terhadap pengamatan sehari-hari, atom merupakan objek yang sangat kecil dengan massa yang sama kecilnya pula. Atom hanya dapat dipantau menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop penerowongan payaran. Lebih dari 99,9 massa atom berpusat pada inti atom, dengan proton dan neutron yang bermassa hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang tidak stabil yang dapat mengalami peluruhan radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi yang mengubah jumlah proton dan neutron pada inti. Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur dan mempengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut. Beiser Arthur,1987. Universitas Sumatera Utara

2.2. Sifat Dasar Elektron

Elektron adalah partikel subatomik yang bermuatan negatif. Seperti semua partikel, elektron dapat berperilaku seperti gelombang. Pernyataan De Broglie yang menyatakan bahwa partikel dapat bersifat sebagai gelombang telah menginspirasi Schrodinger untuk menyusun model atomnya dengan memperhatikan sifat elektron bukan hanya sebagai partikel tetapi juga sebagai gelombang, artinya dia menggunakan dualisme sifat elektron. Perilaku elektron seperti gelombang dideskripsikan menggunakan fungsi matematika yang disebut orbital elektron. Tiap-tiap orbital atom memiliki satu set bilangan kuantumnya sendiri, yaitu energi, momentum sudut, dan proyeksi momentum sudut. Tiap orbital hanya dapat diduduki oleh dua elektron, yang harus berbeda dalam bilangan kuantum spinnya. Untuk menentukan kedudukan suatu elektron di dalam atom digunakan 4 bilangan kuantum: 1. Bilangan kuantum utama n Bilangan kuantum utama menyatakan kulit tempat ditemukannya electron yang dinyatakan dalam bilangan bulat positif. Nilai bilangan itu dimulai dari 1,2,3 dan sampai ke-n. 2. Bilangan kuantum azimuth l Bilangan kuantum azimuth menyatakan subkulit tempat elektron berada dan bentuk orbital, serta menentukan besarnya momentum sudut elektron terhadap inti. Banyaknya sub kulit tempat electron berada bergantung pada nilai bilangan kuantum utama n. Nilai bilangan kuantum azimuth dari 0 sampai n-1. Analisis mekanika kuantum menunjukkan bahwa besarnya momentum sudut orbital sebuah electron dalam sebuah atom adalah: 3. Bilangan kuantum magnetik m Bilangan kuantum magnetik menyatakan orbital tempat ditemukannya elektron pada subkulit tertentu dan arah momentum sudut elektron terhadap inti. Sehingga nilai bilangan kuantum magnetik berhubungan dengan bilangan kuantum azimuth. Nilai bilangan kuantum magnetik antara – sampai . Universitas Sumatera Utara 4. Bilangan kuantum spin s Bilangan kuantum spin menyatakan arah rotasi elektron pada porosnya. Selanjutnya penyelesaian Schrodinger khusus untuk atom hidrogen yang menampilkan keadaan kuantum, sehingga membantu kita memahami sifat-sifat dasar atom. Atom hidrogen terdiri dari inti bermuatan +e dan sebuah elektron partikel yang bermuatan –e. Untuk memudahkan, inti atom dianggap diam dan elektron mengelilingi inti karena pengaruh gaya coulumb dari inti. Persamaan schrodinger untuk elektron dalam sistim koordinat kartesian tiga dimensi sebagai berikut: 2.1 Dengan energi potensial listrik, 2.2 Karena energi potensial hanya merupakan fungsi dari maka persamaan schrodinger lebih mudah diselesaikan dengan menggunakan sistem koordinat bola. Persamaan Schrodinger dalam sistem koordinat bola berbentuk, 2.3 Dan telah diketahui bahwa operator Laplacian adalah: Dan dalam koordinat bola menjadi, Dengan , yang dapat ditulis berbentuk, Jika persamaan 2.3 diselesaikan, ternyata terdapat tiga bilangan kuantum yang diperlukan untuk memerikan elektron dalam atom, sebagai pengganti dari bilangan kuantum tunggal dalam teori Bohr. Bilangan kuantum utama n berkaitan dengan pemecahan bagi fungsi radial . Bilangan kuantum ini sama dengan yang dipakai untuk menamai tingkat-tingkat energi dalam model Bohr. Pemecahan bagi fungsi polar, Universitas Sumatera Utara memberikan bilangan kuantum l, dan bagi fungsi memberikan bilangan kuantum solusinya lihat pada lampiran I. Krane Kenneth, 1992.

2.3. Definisi Hamburan