1. Menurut Louis de Broglie bahwa elektron
mempunyai sifat gelombang sekaligusjuga partikel. Jelaskan keterkaitannya
dengan teori mekanika kuantum dan Teori
Orbital Molekul.
Jawab : Louis de Broglie (1924) menjelaskan bahwa cahaya dapat
berada dalam suasana tertentu yang terdiri dari partikel-partikel, kemungkinan
berbentuk partikel pada suatu waktu, yang memperlihatkan sifat-sifat seperti
gelombang. Berikut pendapat Louis de
Broglie :
Einstein : E = mc2
Max Planck : E = h · ʋ
sehingga untuk menghitung panjang
gelombang satu partikel diperoleh :
λ = h / (m . ʋ)
dengan:
λ = panjang gelombang (m)
m = massa partikel (kg)
ʋ = kecepatan partikel (m/s)
h = tetapan Planck (6,626
× 10–34 Joule s)
Hipotesis de Broglie terbukti benar dengan
ditemukannya sifat gelombang dari elektron. Elektron mempunyai sifat difraksi
seperti halnya sinar–X. Sebagai akibat dari dualisme sifat elektron sebagai
materi dan sebagai gelombang, maka lintasan elektron yang dikemukakan Bohr
tidak dapat dibenarkan. Gelombang tidak bergerak menurut suatu garis, melainkan
menyebar pada suatu daerah tertentu.
Gagasan
ini adalah timbal balik daripada gagasan partikel cahaya yang dikemukakan Max
Planck. Louis de Broglie meneliti keberadaan gelombang melalui eksperimen
difraksi berkas elektron. Dari hasil penelitiannya inilah diusulkan “materi
mempunyai sifat gelombang di samping partikel”, yang dikenal dengan prinsip
dualitas.
Sifat
partikel dan gelombang suatu materi tidak tampak sekaligus, sifat yang tampak
jelas tergantung pada perbandingan panjang gelombang de Broglie dengan
dimensinya serta dimensi sesuatu yang berinteraksi dengannya. Pertikel yang
bergerak memiliki sifat gelombang. Fakta yang mendukung teori ini adalah petir
dan kilat. Kilat akan lebih dulu terjadi daripada petir. Kilat menunjukan sifat
gelombang berbentuk cahaya, sedangkan petir menunjukan sifat pertikel berbentuk
suara. Kelemahan dari teori atom Niels Bohr, yaitu tidak dapat menjelaskan
mengapa elektron hanya boleh berada pada tingkat energi tertentu.
Hipotesis
tentang gelombang materi berasal dari gagasan foton Einstein. Kemudian
diterapkan Louis de Broglie pada 1922, sebelum Compton membuktikannya, untuk
menurunkan Hukum Wien (1896). Ini menyatakan bahwa "bagian tenaga
elektromagnet yang paling banyak dipancarkan benda (hitam) panas adalah yang
frekuensinya sekitar 100 milyar kali suhu mutlak (273 + suhu Celsius) benda
itu". Pekerjaan ini ternyata memberi dampak yang berkesan bagi de Broglie.
Hipotesis Louis de Broglie dan azas ketidakpastian
dari Heisenberg merupakan dasar dari model Mekanika Kuantum (Gelombang) yang
dikemukakan oleh ERWIN SCHRODINGER pada tahun1927, yang mengajukan
konsep orbital untuk menyatakan kedudukan 1elektron dalam atom. Orbital
menyatakan suatu daerah dimana elektron paling mungkin (peluang terbesar) untuk
ditemukan.
Schrodinger sependapat dengan Heisenberg bahwa
kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti, namun yang
dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada suatu titik pada
jarak tertentu dari intinya. Ruangan yang memiliki kebolehjadian terbesar
ditemukannya elektron disebut Orbital.
Dalam mekanika kuantum, model orbital atom
digambarkan menyerupai “awan”. Beberapa orbital bergabung membentuk kelompok
yang disebut Subkulit. Persamaan gelombang ( Ψ= psi) dari Erwin
Schrodinger menghasilkan tiga bilangan gelombang (bilangan kuantum) untuk
menyatakan kedudukan (tingkat energi, bentuk, serta orientasi) suatu orbital,
yaitu: bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (l) dan bilangan
kuantum magnetik (m).
Teori orbital molekul adalah teori yang menjelaskan
ikatan kimia
melalui diagram orbital molekul. Sifat magnet dan sifat-sifat
molekul dapat dengan mudah dijelaskan dengan menggunakan pendekatan mekanika
kuantum lain yang disebut dengan teori orbital molekul.
Dalam mekanika kuantum, model orbital atom
digambarkan menyerupai “awan”. Beberapa orbital bergabung membentuk kelompok
yang disebut Subkulit. Persamaan gelombang ( Ψ= psi) dari Erwin Schrodinger
menghasilkan tiga bilangan gelombang (bilangan kuantum) untuk menyatakan
kedudukan (tingkat energi, bentuk, serta orientasi) suatu orbital, yaitu:
bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (l) dan bilangan kuantum
magnetik (m).
Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat
kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron.
Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk
sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit
terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital.
Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.
Keterkaitan yang tampak ialah mengenai sifat magnet dan sifat molekul.
2. Bila absorpsi sinar UV
oleh iakatn rangkap menghasilkan promosi elektron ke orbital yang
berenergi lebih tinggi. Transisi elektron manakah memerlukan energi terkecil
bila sikloheksena berpindah ke tingkat tereksitasi
Jawab : Penyerapan
sinar tampak atau UV menyebabkan terjadinya eksitasi molekul dari ground state
(energi dasar) ke tingkat Exited state (energi yang lebih tinggi.
Pengabsorbsian sinar UV atau sinar tampak oleh suatu molekul menghasilkan
eksitasi elektron bonding. Akibatnya panjang gelombang absorbsi maksimum dapat
dikorelasikan dengan jenis ikatan yang ada dalam molekul yang diselidiki. Oleh
karena itu spektroskopi serapan molekul berguna untuk mengidentifikasi gugus
fungsional yang ada dalam suatu molekul. Akan tetapi yang lebih penting adalah
penggunaan spektroskopi serapan UV dan sinar tampak untuk penentuan kuantitatif
senyawa-senyawa yang mengandung gugus pengabsorbsi.
Pada transisi elektronik inti-inti atom dapat dianggap
berada pada posisi yang tepat. Hal ini dikenal dengan prinsip Franck-Condon.
Disamping itu dalam proses transisi ini tidak semua elektron ikatan
terpromosikan ke orbital antiikatan.
Berdasarkan jenis orbital tersebut maka, jenis-jenis
transisi elektronik dibedakan menjadi empat macam, yakni:
1) Transisi σ → σ*
2) Transisi π → π*
3) Transisi n → π*
4) Transisi n → σ*
Transisi elektronik menimbulkan spektra serapan pada daerah
sinar tampak dan ultra violet pada senyawa-senyawa organik. Umumnya dalam
molekul poliatomis terutama dalam molekul organik, orbital pengikatan atom
bukan pengikatan di isi sehingga transisi elektron dengan panjang gelombang
terpanjang melibatkan pengikatan elektron dari orbital molekul tidak terisi
yang tertinggi ke orbital molekul tidak terisi yang terendah.
Mengapa diisebut transisi elektronik karena elektron yang
menempati satu orbital dengan energi terendah dapat berpindah ke orbital lain
yang memiliki energi lebih tinggi jika menyerap energi, begitupun sebaliknya
elektron dapatberpindah dari orbital yang memiliki energi lebih rendah jika
melepaskan energi. Energi yang
diterima atau diserap berupa radiasi elektromagnetik.
Bila
2 orbital atom bergabung maka salah satu orbital molekul bonding berenergi
rendah atau orbital molekul anti bonding berenergi tinggi dihasilkan. Orbital
molekul yang diasosiasikan dengan ikatan tunggal dalam molekul organik ditandai
dengan orbital sigma dan elektron yang terlibat adalah elektron sigma.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar