Terjemah Rayner

8/19/2019 Terjemah Rayner

http://slidepdf.com/reader/full/terjemah-rayner 1/6

Untuk mengerti perilaku dari senyawa anorganik, kita perlu mempelajari sifat

dari ikatan kimia. Ikatan, berhubungan dengan perilaku dari elektron di dalam

atom. Pembelajaran tentang kimia anorganik, oleh karena itu, dimulai dengan

review dari model atom dan suatu tinjauan dari kemungkinan penerapan

modelnya sampai kongurasi elektron dari atom dan ion.

Isaac newton adalah gambaran asli untuk sebutan professor linglung. Seperti

yang diharapkan, dia selalu mempunyai waktu untuk mendidihkan telur yang dia

makan sebagai sarapan pagi suatu pagi, pelayan dia bertemu dengan dia berdiri

dengan pot terisi air didih, memegang sebuah telur di tangannya dan menatap

dengan lamanya pada dasar pot! "amun itu adalah newton yang menginisiasi

studi tentang struktur elektronik dari atom di sekitar tahun #$%%, dimana dia

berpendapat bahwa perjalanan sinar melewati prisma menghasilkan spektrum

tampak yang kontinu. Setelahnya, di tahun #&'%, robert bunsen (pembuat

pembakar yang terkenal) menyelidiki cahaya emisi dari api dan gas. *unsen

meninjau dimana spektra emisi, secara kontinu, adalah rangkaian dari garis yangberwarna.

Proposal yang menjelaskan keberadaan elektron di kulit terkonsentrasi memiliki

keaslian di penelitian dari dua pionir+ ohann akob *almer, seorang

matematikawan berbangsa swiss, dan ohannes -obert -ydberg, seorang

sikawan berkebangsaan swedia. Setelah karir yang tidak dihormati di

matematika, di tahun #&&, saaat umur '%, balmer mempelajari garis emisi

tampak dari atom hidrogen dan menemukan bahwa adanya hubungan secara

matematik antara panjang / panjang gelombang. 0engikuti pekerjaan balmer1s,

di #&&&, rydberg menyimpulkan sebuah hubungan yang lebih umum +

2imana (lamda) adalah panjang gelombang dari garis emisi, rh adalah konstan,

yang diketahui nantinya sebagai konstanta rydberg, and nf dan ni adalah

bilangan bulat. Untuk garis tampak dilihat dari balmer dan rydberg, nf

mempunyai nilai 3. -umus rydberg mendapat support di tahun #4%', dimana

theodore lyman menemukan sebuah rangkaian garis di spektrum ultraviolet

yang jauh dari hidrogen, berhubungan pada rumus rydberg dengan nf 5 #. 2an

di tahun #4%&, friedrich paschen menemukan sebuah rangkaian dari garis

infrared hidrogen yang jauh, mencocokkan persamaan dengan nf 56.

Pada tahun #4#6, niels bohr, seorang sikawan denmark, mengetahui dari

pekerjaan eksperimen balmer dan rydberg dan rumus rydberg. Pada waktu itu,

dia mencoba untuk menggabungkan model planetnya ernest rutherford untuk

elektron di sebuah atom dengan teori kuantumnya ma7 plank dari pertukaran

energy. *ohr berpendapat dimana sebuah elektron mengorbit nukleus atom yang

hanya dapat berada pada jarak tetap tertentu dan dimana saat elektron

berpindah dari orbit tinggi ke yang lebih rendah, atom memancarkan radiasi

elektromagnetik yang khas.

-ydberg telah menyimpulkan persamaan dia dari observasi percobaan emisispektra atom hidrogen. *ohr dapat menurunkan persamaan yang sama dari teori



kuantum, menunjukkan bahwa pekerjaan teorinya berhubungan dengan

kenyataan. 2ari hasil yang didapat, model atom rutherford8bohr dari kulit

elektron ditemukan, didasarkan pola terulang di tabel periodik. adi keseluruhan

konsep dari level energi elektron dapat diusut kembali pada rydberg. Untuk

penghargaan dari kontribusi rydberg, atom dengan nilai yang sangat tinggi dari

prinsip bilangan kuantum, n, disebut rydberg atoms.

*agaimanapun, model atom rutherford / bohr terdapat beberapa kesalahan.

9ontohnya, spektra dari atom berelektron banyak mempunyai jarak beberapa

garis lebih jauh dibanding dengan prediksi model atom bohr. :idak ada yang

dapat menjelaskan pemisahan dari garis spektra di daerah bermagnet

(fenomena yang disebut efek ;eeman). 2engan waktu yang sedikit, secara

radikal model yang berbeda, model mekanika kuantum, diusulkan laporan untuk

observasi ini.

Spektroskopi absorpsi atom

:ubuh yang bersinar, seperti matahari, diharapkan untuk memancarkan

spektrum yang kontinyu dari radiasi elektromagnetik. *agaimanapun, di awal

abad ke Sembilan belas, seorang ilmuwan jerman, osef von <raunhofer,

mencatat bahwa spectrum tampak dari matahari sebenarnya mengandung

sejumlah pita gelap (dark bands). Penyelidik berikutnya menyadari bahwa pita /

pita tersebut merupakan hasil absorpsi dari panjang gelombang tertentu dengan

atom yang lebih dingin di =atmosfer> di atas permukaan matahari. ?lektron /

elektron pada atom /atom ini berada pada keadaan dasar, dan mereka

mengabsorbsi radiasi pada panjang gelombang yang sesusai dengan energi

yang dibutuhkan untuk mengeksitasi mereka pada keadaan energy yang lebihtinggi. Studi dari spectra led =negatif> ini untuk penemuan helium. Seperti studi

spektral yang tetap terpenting dalam kosmokimia / studi tentang komposisi

bahan kimia dari bintang / bintang.

Pada tahun #4, dua grup ilmuwan, satu dari @ustralia dan yang lain dari

belanda, akhirnya menyadari bahwa metode absorpsi dapat digunakan untuk

mendeteksi keberadaan unsur pada konsentrasi yang sangat rendah. Setiap

unsur mempunyai spektrum absorpsi tertentu sesuai pada pemisahan bervariasi

dari (perbedaan antara) level energi dalam atom. Aetika cahaya dari sumber

emisi atom melewati sampel yang menguap dari sebuah unsur, panjanggelombang tertentu sesuai dengan pemisahan variasi energy yang akan

terabsorbed. Aita menemukan bahwa konsentrasi atom yang lebih tinggi, bagian

cahaya yang lebih kuat akan terabsorpsi. -elasi linier ini antara absorpsi cahaya

dan konsentrasi diketahui sebagai hukum beer. Aepekaan metode ini tinggi

secara ekstrim dan konsentrasi dari bagian per juta mudah untuk ditentukan

beberapa unsur dapat dideteksi pada level bagian per miliar. Spektroskopi

absorpsi atom sekarang menjadi suatu rutinitas alat analisis dalam kimia.

0etalurgi, geologi, kedokteran, sains forensik, dan bidang sains lainnya / dan ini

kebutuhan yang mudah dalam perpindahan electron dari satu level energi ke

yang lainnya.

#.#persamaan gelombang schrodinger dan pengertiannya



model mekanika kuantum yang lebih canggih dari struktur atom diturunkan dari

pengerjaan Bouis de *roglie. 2e *roglie menunjukkan bahwa, hanya sebagai

gelombang elektromagnetik dapat dianggap sebagai berkas partikel / partikel

(foton), perpindahan partikel dapat memperlihatkan sifat seperti8gelombang.

0enggunakan dualitas partikel8gelombang ini, ?rwin schrodinger

mengembangkan sebuah persamaan diferensial sebagian untuk

menggambarkan tingkah laku dari sebuah elektron disekitar sebuah nukleus

atom. Satu bentuk dari persamaan ini, diberikan disini untuk sebuah atom satu8

elektron, menunjukkan hubungan antara fungsi gelombang dari electron, psi,

dan ? dan C, energi total dan potensial dari sistem, secara berturut / turut.

Istilah diferensial kedua berhubungan pada fungsi gelombang sepanjang setiap

koordinat kartesian 7, y, dan ;, dimana m adalah massa sebuah electron, dan h

adalah konstanta planck.

:urunan dari persamaan ini dan metode dalam menyelesaikannya adalah dari

bidang sika dan kimia sik, tetapi solusi itu sendiri adalah sangat penting darikimiawan anorganik. Aita akan terus mengingat, bagaimanapun, persamaan

gelombang itu adalah rumus matematika secara sederhana. Aita mengartikan

solusi tersebut secara sederhana karena kebanyakan orang memerlukan

gambaran yang konkret untuk memikirkan tentang fenomena subatomik. 0odel

konseptual yang kita buat di dunia makro tidak diharapkan dapat mereproduksi

realitas subatomik. Dal ini berisikan bahwa arti asli persamaan dapat ditemukan

dari kuadrat fungsi gelombang, (psi)3, dimana terlihat probabilitas ditemukannya

electron pada tiap titik di daerah sekeliling nukleus. :erdapat sejumlah solusi

pada persamaan gelombang. Setiap solusi mendeskripsikan sebuah perbedaan

orbital dan, karena itu, perbedaan distribusi probabilitas untuk sebuah elektronpada orbital tersebut. Setiap orbital ini unik didenisikan oleh kumpulan tiga

bilangan bulat+ n, l, dan ml. seperti bilangan / bilangan bulat pada model bohr,

bilangan bulat tersebut juga disebut bilangan kuantum.

Sebagai tambahan bagi tiga bilangan kuantum yang diturunkan dari teori

aslinya, bilangan kuantum keempat didenisikan untuk menjelaskan hasil dari

eksperimen pada #433. Pada percobaan ini, Etto Stern dan Falther Gerlach telah

menemukan suatu fakta bahwa melewatkan suatu sinar dari atom perak kepada

suatu medan magnet menyebabkan sekitar setengah atom8atomnya dibelokkan

menuju arah tertentu dan setengah lainnya menuju arah yang berlawanan. Para

peneliti membuktikan bahwa pengamatannya menghasilkan dua perbedaan

orientasi spin elektron. @tom8atom yang memiliki sebuah electron dengan satu

buah spin akan dibelokkan satu arah, dan atom8atom lain yang elektronnya

memiliki spin yang berlawanan akan dibelokkan menuju arah yang berlawanan

pula. "omor spin kuantum ini disimbolkan dengan ms.

"ilai yang memungkinkan dari bilangan kuantum didenisikan sebagai berikut+

n, bilangan kuantum utama, memiliki nilai semua bilangan positif dari # sampai

(tak hingga).

Gambar #.3 kemungkinan set 8 set bilangan kuantum untuk n 5 # dan n 5 3.



l, bilangan kuantum momentum sudut, dapat memiliki nilai semua bilangan dari

n 8 # sampai %.

0l, bilangan kuantum magnetik, dapat memiliki nilai semua bilangan dari H#

melewati % sampai 8#.

0s, bilangan kuantum spin, dapat bernilai dari H#3 dan 8#3.

Aetika nilai dari bilangan kuantum utama adalah #, terdapat hanya satu

kemungkinan set dari bilangan kuantum n, l, dan ml (#,%,%), sedangkan untuk

bilangan kuantum utama bernilai 3, terdapat empat set dari bilangan kuantum

(3,%,%3,#,8#3,#,%3,#,H#). Situasi ini ditunjukkan secara diagram pada gambar

#.3. untuk mengidentikasi orbital electron dimana yang berkoresponding untuk

setiap set bilangan kuantum, kita menggunakan nilai dari bilangan kuantum

utama n, diikuti dengan huruf untuk bilangan kuantum momentum sudut l. jadi,

ketika n 5 #, terdapat hanya orbital #s.

Aetika n 5 3, terdapat satu orbital 3s dan tiga orbital 3p ( berkoresponding untuk

nilai ml dari H#, % dan 8#). Duruf / huruf s, p, d, dan f adalah turunan dari

kategori garis spectra+ jelas, utama, bersifat panjang, dan pokok.

Aorespondensinya ditunjukkan pada table #.#.

Aetika bilangan kuantum utama n 5 6, terdapat Sembilan set bilangan kuantum

(gambar #.6). set / set ini berkorespon untuk orbital 6s, tiga 6p, dan lima 6d.

diagram yang mirip untuk bilangan kuantum utama n 5 J akan dilihat #' set dari

bilangan kuantum, berkorespon pada satu Js, tiga Jp, lima Jd,

:able #.# korespondensi antara bilangan momentum sudut l dan penandaanorbital

"ilai l penandaan orbital

# s3 p6 dJ f

gambar #.6 kemungkinan set dari bilangan kuantum untuk n 5 6.

2an tujuh orbital (table #.3). secara teori, kita dapat lanjut dan terus, tapi kita

akan melihat, orbital f menunjukkan keterbatasan dari tipe orbital diantara unsur

/ unsur table periodik untuk atom pada keadaan dasar elektronik.

:able #.3 korespondensi antara bilangan momentum sudut l dan jumlah orbital

"ilai l jumlah orbital

# #

3 66



J $

#.3bentuk dari orbital atom

mewakili penyelesaian untuk suatu persamaan gelombang pada kertas bukanlah

perkara yang mudah. Sebenarnya, kita memerlukan kertas grak empat dimensi

(jika ada) untuk menggambarkan solusi lengkap bagi setiap orbital. Sebagai

alternative yang realistic, kita pecahkan persamaan gelombang menjadi dua

bagian+ bagian radial dan bagian sudut.

0asing /masing dari ketiga bilangan kuantum yang diturunkan dari persamaan

gelombang mewakili aspek orbital yang berbeda+

*ilangan kuantum principal n mengindikasikan ukuran dari orbital.

*ilangan kuantum momentum sudut l mewakili bentuk orbital.

*ilangan kuantum magnetic mI merepresentasikan arah ruang orbital.

*ilangan kuantum spin ms memiliki sedikit pengertian sis bilangan kuantum ini

sendiri memperbolehkan dua electron untuk menempati orbital yang sama.

Inilah nilai dari bilangan kuantum principal dan, untuk memperkecil lingkup

bilangan kuantum momentum sudut, yang menentukan energi electron.

0eskipun secara literal electron tidak dapat berputar, electron berlaku

sebagaimana adanya dan electron sendiri memiliki sifat magnet yang diharapkan

untuk partikel yang berputar.

Suatu diagram orbital digunakan untuk mengindikasikan kebolehjadian

menemukan electron pada titik manapun di dalam ruang. Aita mendenisikan

sebuah lokasi tempat kemungkinan besar electron ditemukan sebagai suatu

area dengan densitas electron yang tinggi. Sebaliknya, lokasi dengan

kemungkinan kecil ditemukannya electron disebut dengan area yang memiliki

densitas electron rendah.

Erbital s

Erbital s berbentuk bola simetris seperti nukleus atom. 2engan bertambahnyabilangan kuantum utama, elektron cenderung ditemukan lebih jauh dari nukleus.

Untuk menjelaskan ide ini pada jalan yang berbeda, kita katakan, dengan

bertambahnya bilangan kuantum utama, orbital menjadi lebih melebar. 9iri 8 ciri

keunikan dari tingkah laku elektron pada sebuah orbital s adalah bahwa terdapat

keterbatasan probabilitas dalam mencari elektron yang dekat pada, dan bahkan

didalam, nukleus. Penetrasi dengan elektron di orbital s memainkan peran pada

radii atom (lihat bab 3) dan diperuntukkan dalam mempelajari struktur nuklir.

0enggambarkan skala8sama bentuk (fungsi sudut) dari orbital #s dan 3s dalam

sebuah atom dibandingkan pada gambar #.J. volume orbital 3s sekitar empatkali lebih besar dari orbital is itu. 2alam setiap kasus, nukleus kecil berada pada



tengah bulatan. *ulatan ini menggambarkan wilayah dimana 44 persen

probabilitas ditemukannya sebuah elektron. :otal probabilitas tidak dapat

digambarkan, untuk probabilitas dalam menemukan tetesan sebuah elektron

menjadi nol hanya pada jarak yang tidak terbatas dari nukleus.

Probabilitas menemukan elektron didalam sebuah orbital akan selalu menjadipositif ( sejak probabilitas diturunkan dari kuadrat fungsi gelombang dan

pengkuadratan negatif mengubah menjadi positif ). *agaimanapun, ketika kita

membicarakan ikatan atom, kita menemukan bahwa tanda dihubungkan pada

fungsi gelombang asli adalah penting. Untuk alasan ini, hal ini la;im untuk

memberikan tanda dari fungsi gelombang dalam menggambarkan setiap orbital

atom. Untuk sebuah orbital s, tandanya adalah positif.

Sebagai tambahan untuk ukuran yang berbeda sekali antara orbital #s dan 3s,

orbital 3s memiliki, pada jarak yang pasti dari nukleus, permukaan berbentuk

bola dimana densitas elektron adalah nol. Permukaan dimana probabilitas dalam

menemukan elektron adalah nol disebut permukaan nodal (nodal surface). Aetika

bilangan kuantum utama bertambah #, jumlah permukaan nodal juga bertambah

#. Aita dapat menggambarkan permukaan nodal lebih jelas dengan memplot

sebuah grak dari fungsi distribusi densitas radial seperti sebuah fungsi dari

jarak dari nucleus untuk segala arah. Gambar #. menunjukkan plot untuk orbital

#s, 3s, dan 6s. plot tersebut menunjukkan bahwa kecenderungan elektron untuk

lebih jauh dari nucleus seperti penambahan bilangan kuantum utama. @rea

dibawah semua tiga kurva adalah sama.

Gambar #.J menjelaskan dari bentuk dan membandingkan ukuran dari orbital #s

dan 3s.

Documents

Terjemah Rayner