Standar Kompetensi
1.
Memahami struktur atom untuk meramalkan sifat-sifat
periodik unsur, struktur molekul, dan sifat-sifat senyawa
Kompetensi Dasar
1.1 Menjelaskan teori atom Bohr dan mekanika kuantum untuk
menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital serta menentukan letak
unsur dalam tabel periodik
Indikator
1.1.1 Menjelaskan teori atom yang dikemukakan oleh Neils Bohr
1.1.2 Menjelaskan kelemahan dan kelebihan dari teori atom
Neils Bohr setelah mengetahui teori atom Bohr
1.1.3 Menjelaskan teori atom mekanika kuantum
1.1.4 Menghubungkan hipotesis Louis de Broglie dengan azas
ketidakpastian Heisenberg dalam teori atom mekanika kuantum
1.1.5 Mengkaitkan elektron sebagai fungsi gelombang
1.1.6 Menentukan fungsi gelombang pada setiap elektron
1.1.7 Menentukan tingkat energi, jenis orbital, dan arah
orientasi pada elektron
Kegiatan Pendahuluan
Guru mengucapkan salam kepada siswa
Guru
memeriksa kehadiran siswa
Kegiatan
Pembelajaran
Guru : “Pada pertemuan ini kita akan mempelajari tentang teori atom Bohr dan teori atom mekanika
kuantum. Pernahkan kalian mempelajari tentang teori atom Bohr sebelumnya?”
Siswa : “Sudah
Bu, saat kelas X semester I”
Guru : “Ya,
kalian sudah mempelajarinya di kelas X semester I. Jadi, coba kalian ingat-ingat
lagi, teori atom seperti apa yang diajukan oleh Bohr? Siapa yang masih ingat?”
Siswa : “Saya,
Bu. Bohr mengajukan teori atom yaitu:
Elektron bergerak mengelilingi inti atom dalam
lintasan atau orbit yang berbentuk lingkaran, dengan jari-jari tertentu. Tiap
lintasan ditandai dengan satu bilangan bulat yang disebut bilangan kuantum
utama (n) mulai dari 1, 2, 3, 4, … dst yang dinyatakan dengan lambang K, L, M,
N, … dst
Elektron dapat berpindah dari satu kulit ke kulit yang
lain disertai pemancaran atau penyerapan energi. Perpindahan elektron ke kulit
terluar disertai penyerapan energi namun perpindahan elektron ke kulit lebih dalam
disertai pelepasan energi”
Guru : “Benar.
Apa keunggulan dari teori atom Bohr?”
Siswa : “Ia
dapat menjelaskan suatu teori yang menjadi kelemahan model atom sebelumnya,
yaitu teori atom Rutherford”
Guru : “Pintar
sekali. Apa kelemahan teori atom Rutherford?”
Siswa : “Ia
tidak dapat menjelaskan mengapa elektron tidak tertarik dan jatuh ke inti atom.
Padahal, menurut hukum fisika klasik, elektron di sekeliling inti atom saling
tarik menarik dengan inti atom yang bermuatan positif. Oleh karena itu,
elektron akan terus bergerak mengelilingi inti atom seperti planet-planet mengelilingi
matahari. Tarik menarik antara elektron dengan inti ini semakin mempercepat pergerakan
elektron. Elektron akan memancarkan energi selama pergerakannya. Lambat laun
elektron akan terpilin mendekati inti dan akhirnya jatuh ke inti atom”
Guru : “Benar
sekali. Dalam hal ini Bohr mampu menjelaskan mengapa elektron tidak jatuh ke
inti atom, hal ini karena lintasan elektron berbentuk lingkaran, bukan
berbentuk spiral dan masih banyak lagi keunggulannya. Maka dalam pertemuan ini,
kita akan membahas tentang teori atom menurut Bohr dan teori atom setelah Bohr
yaitu teori atom mekanika kuantum”
Siswa : “Baik,
Bu”
Guru : “Pada
tahun 1900, Max Planck mengajukan gagasan bahwa radiasi elektomagnet bersifat
diskret, artinya suatu benda hanya dapat memancarkan atau menyerap radiasi
elektromagnetik dalam ukuran atau paket-paket kecil dengan nilai tertentu.
Paket energi ini disebut kuantum. Jadi, suatu benda hanya dapat menerima 1, 2.
3, … dst kuanta, tetapi tidak dapat menerima ½ atau ¼ kuanta. Einstein pun
membenarkan teori Max Planck ini, dan partikel radiasi ini diberi nama foton.
Besarnya energi berbanding lurus dengan frekuensi dan tetapan Planck. Jadi,
menurut kalian bagaiman persamaan untuk energinya?”
Siswa : "E = h.f, Bu"
Guru : “Benar.
Frekuensi adalah berbanding lurus dengan kecepatan cahaya dan berbanding
terbalik dengan panjang gelombang. Jadi, bagaimana persamaan energinya?”
Guru : “Bagus,
Coba hitung berapa energi dari 1 mol foton sinar merah dari spektrum gas
hidrogen yang memp[unyai panjang gelombang 656 nm?”
Siswa
menghitung
Guru : “
Pintar. Energinya dapat dihitung dengan persamaan tadi. Nah, Bohr juga dapat
menjelaskan fenomena bahwa spektrum atom berupa spektrum garis. Ia menjelaskan
dengan teori Max Planck. Apa tadi teori Max Planck?”
Siswa : “Max Planck mengatakan bahwa radiasi elektomagnetik
bersifat diskret, artinya suatu benda hanya dapat memancarkan atau menyerap radiasi
elektromagnetik dalam ukuran atau paket-paket kecil dengan nilai tertentu”
Guru : “Iya,
jadi spektrum garis menunjukkan bahwa elektron dalam atom hanya dapat beredar
dalam lintasan dengan tingakat energi tertentu. Pada lintasan itu, elektron
dapat beredar tanpa pemancaran atau penyerapan energi. Oleh karena itu juga,
Bohr mengatakan bahwa elektron tidak akan jatuh ke inti atom. Coba, mengapa
tidak jatuh ke inti atom menurut Bohr?”
Siswa : “Karena
elektron bila berada dalam lintasan yang diizinkan, maka ia tidak akan
memancarkan energi”
Guru : “Bagus.
Oleh karena itulah lintasan elektron tidak akan berbentuk spiral, melainkan
lingkaran. Lintasan elektron ini disebut dengan kulit atom. Setiap kulit atom
ditandai dengan bilangan kuantum utama (n), Coba, dimulai dari berapa bilangan
kuantum utama? Dan dinyatakan dengan lambang apa?”
Siswa :
“Bilangan kuantum utama dinyatakan dengan 1, 2, 3, 4, … dst, dan dinyatakan
denga lambang K, L, M, N, … dst”
Guru : “Benar.
Bilangan-bilangan ini dimulai dari kulit yang paling dalam. Bila tidak
dipengaruhi oleh energi dari luar maka elektron akan berda pada tingakat dasar
atau pada energi terendah. Namun apa yang terjadi bila mendapat energi dari
luar? Misalnya dipanaskan”
Siswa : “Maka,
energi akan diserap oleh elektron, Bu”
Guru : “Iya,
bagaimana ketentuannya tadi, bila elektron menyerap energi?”
Siswa :
“Elektron tersebut akan melakukan perpindahan ke kulit luar”
Guru : “Benar.
Elektron akan melakukan perpindahan dengan menempati tingkat energi yang lebih
tinggi. Dan ini disebut dalam keadaan tereksitasi. Menurut kalian apakah
keadaan ini adalah keadaan yang stabil?”
(Siswa terdiam)
Guru : “Coba
kalian bayangkan. Mana yang membutukan energi besar antara berdiri dan tidur?”
Siswa :
“Berdiri, Bu”
Guru : “Dalam
keadaan tidur atau berdirikah yang menurut kalian lebih nyaman?”
Siswa : “Tidur,
Bu”
Guru : “Jadi,
apa hubungan kestabilan dengan energi?”
Siswa :
“Kestabilan berbanding terbalik denga energi. Bila energi tinggi atau besar
maka ia dalam keadaan tidak stabil, dan begitu juga sebaliknya, bila memilki
energi yang rendah, maka ia lebih stabil”
Guru : “Benar,
Jadi bagaimana kestabilan pada keadaan tereksitasi?”
Siswa : “Tidak
stabil, Bu”
Guru : “Karena
ketidakstabilannya ini, maka ia akan secepat mungkin menstabilkan keadaan,
yaitu dengan cara kembali ke tingkat energi yang rendah yang disertai dengan
pelepasan energi berupa gelombang elektromagnetik atau pancaran radiasi. Energi
radiasi yang dipancarkan sama dengan selisih tingkat energi akhir dan awal.
Dalam penjelasannya, Bohr menggunakan hidrogen sebagai model. Bohr berhasil
dalam merumuskan jari-jari lintasan dan energi elektron pada atom hidrogen.
Namun, Bohr hanya dapat menjelaskan spektrum gas hidogen dan spektum spesi lain
yang hanya memilki 1 elektron, seperti He+ atau Li2+”
Siswa : “Jadi,
kelemahan Bohr adalah ketidakmampuannya untuk menjelaskan spektrum dari spesi
lainnya yang memiliki lebih dari 1 elekton ya, Bu?”
Guru : “Iya.
Namun, Bohr sudah sangat berjasa karena ia telah menemukan teori tentang
tingkat-tingkat energi dan kulit dalam atom. Namun, karena kelemahannya, maka dibutuhkan
teori baru yang dapat melengkapi tentang teori atom. Apa teori terbaru tentang
atom yang masih kita gunakan hingga sekarang?“
Siswa :
“Mekanika kuantum, Bu”
Guru : “Iya,
mekanika kuantum atau mekanika gelombang. Mengapa disebut gelombang?”
(Siswa terdiam)
Guru :
“Karena, ternyata Louis De Broglie dapat menjelaskan tentang kelemahan Bohr
yaitu ia dapat menjelaskan bahwa jika cahaya memilki sifat partikel, maka
partikel juga memilki sifat gelombang, maka menurutnya gerakan partikel
memiliki ciri-ciri gelombang. Dan menurut percobaan yang dilakukan oleh Broglie
ternyata elektron mempunyai sifat difraksi seperti sinar X”
Siswa : “Jadi
elektron itu mempunyai sifat gelombang ya, Bu?”
Guru : “Benar.
Karena ia mempunyai sifat gelombang, jadi menurut kalian, apakah elektron
mempunyai fungsi gelombang?”
Siswa : “Punya,
Bu”
Guru : “Benar.
Yang membedakan antara elektron satu dengan elektron lainnya adalah fungsi
gelombangnya. Jadi, setiap elektron mepunyai fungsi gelombang yang berbeda. Ini
dilihat dari penyelesaian dari persamaan gelombang. Fungsi gelombang itu adalah
posisi kebolehjadian ditemukannya elektron. Kemudian, kita juga dihadapkan
tentang azas ketidakpastian Heisenberg. Menurutnya, tidaklah mungkin menentukan
posisi dan momentum elektron secara bersamaan dengan ketelitian tinggi”
Siswa : “Apa
maksud dari azas itu, Bu?”
Guru :
“Menurut kalian bagaimana? Jika
Heisenberg mengatakan tidaklah mungkin menentukan posisi elektron?”
Siswa :
“Berarti elektron tidak dapat dideteksi posisisnya.”
Guru : “Benar,
jadi elektron itu diketahui ada karena ia menunjukkan keberadaannya. Namun,
karena elektron mempunyai sifat gelombang yang terus bergerak, maka akan sulit
menetukan posisi pastinya. Tetapi hanya dapat dengan menentukan kebolehjadian
menemukan elektron”
Siswa : “Bu,
siapa yang mengemukakan teori mekanika kuantum, Bu?
Guru : “Orang
berjasa ini adalah Erwin Schrodinger”
Siswa : “Bu,
jadi Schrodinger mengemukakan tentang teori atom mekanika kuantum mengacu dari
hipotesis Broglie dan azas Heisenberg ya, Bu?”
Guru : “Benar
sekali. Karena elektron tidak dapat dipastikan posisinya, maka hanya dapat
diketahui peluang atau kebolehjadian menemukan elektron pada setiap titik disekitar
inti. Daerah dengan peluang terbesar menemukan posisi elektron disebut dengan
orbital”
Siswa : “Jadi
orbital adalah fungsi gelombangnya ya, Bu?”
Guru : “Iya.
Bilangan kuantum untama (n), bilangan kuantum azimut (l), dan bilangan kuantum
magnetik (m) adalah orbital, maka ini adalah fungsi gelombang.”
Siswa : “Bu,
jadi, karena setiap elektron mempunyai fungsi gelombang yang berbeda, maka
setiap elektron mempunyai pasti nilai n, l, m yang berbeda ya, Bu?”
Guru : “Tepat
sekali nak. Coba ingat kembali tentang nilai n pada teori atom Bohr. Bagaimana
menentukan nilai bilangan kuantum utama menurut Bohr?”
Siswa :
“Menurut Bohr, bilangan kuantum
utama (n) menendakan kulit atom atau tingakat energi dan dinyatakan dengan 1, 2, 3, 4, … dst, serta
dilambangkan dengan lambang K. L, M, N, … dst”
Guru : “Bagus.
Jadi, bila bilangan kuantum utama sama dengan 2, apakah artinya?”
Siswa : “Itu
berarti tingkat energinya sama dengan 2 atau berada di kulit kedua”
Guru : “Iya,
ini juga yang digunakan oleh Schrodinger dalam menetukan bilangan kuantum
utama. Lalu, fungsi gelombang berikutnya adalah bilangan kuantum azimut.
Bilangan kuantum azimut menyatakan jenis orbilal. Coba sebutkan jenis orbital
yang kalian baca dibuku.”
Siswa : “s, p,
d, f, Bu”
Guru : “Maka,
ada berapa jenis orbital dalam bilangan kuantum azimut?”
Siswa : “Ada
empat, Bu”
Guru : “Benar,
jenis orbital s memiliki nilai bilangan kuantum azimut 0. Menurut kalian,
berapa nilai bilangan kuantum azimut untuk p, d, dan f?’
Siswa :
“Bilangan kuatum azimut untuk p adalah 1, d adalah 2. f adalah 3”
Guru : “Bagus
sekali. Bila pada energi ketiga atau n=3, maka memiliki 3 jenis orbital, yaitu
s, p, d”
Siswa : “Jadi,
bila berada pada n=3, maka l=0, 1, 2 ya, Bu? Sehingga jenis orbitalnya adalah
s, p, dan d. Begitu bukan. Bu?”
Guru : “Pintar
sekali anak-anak. Jadi, jenis orbital apa bila n=1, n=2, dan n=4?
Siswa : “Bila
berada pada energi ke-1, maka memikili 1 jenis orbital yaitu s (l=0), namun
bila berada pada energi ke-2, maka memiliki 2 jenis orbital yaitu s dan p (l=0
; 1). Dan jika berada pada energi ke-4, maka memiliki 4 jenis orbital yaitu s,
p, d, dan f (l=0 ; 1 ; 2 ; 3)”
Guru : “Benar
sekali. Jika dilihat dari nilai-nilainya, bagaimana hubungan nilai kuantum
azimut dengan nilai pada bilangan kuantum utama?”
Siswa : ”Nilai
kuantum azimut adalah 0 sampai n-1”
Guru : “Tepat.
Jadi bagaimana bila n=4?”
Siswa :
“Berarti, berada pada tingkat energi ke 4, sehingga memiliki jenis orbital s,
p, d, dan f, Bu”
Guru : “Benar
nak. Fungsi gelombang selanjutnya adalah bilangan kuantum magnetik yang
menyatakan arah orientasi orbital dalam ruang. Ini adalah kebolehjadian
menemukannya elektron dalam ruang. Pada jenis orbital p yang memiliki nilai
bilangan kuantum azimut = 1, maka memiliki nilai magnetik yaitu -1, 0, +1. Maka
ada berapa orientasi orbital pada jenis orbital p?”
Siswa : “Ada 3,
Bu”
Guru : Pada
jenis orbital d yang memiliki nilai bilangan kuantum azimut = 2, maka memiliki
nilai magnetic yaitu -2, -1, 0, +1, +2. Maka ada berapa orientasi orbital pada
jenis orbital d?”
Siswa : “Ada 5,
Bu”
Guru : “Maka,
dapatkah kalian menyebutkan ada betapa orientasi orbital pada jenis orbital s
dan f?”
Siswa : “Pada
jenis orbital s yang memiliki nilai bilangan kuantum azimut = 0, maka memiliki
nilai magnetik yaitu 0. Maka hanya ada 1 arah orientasi orbital. Pada jenis
orbital f yang memiliki nilai bilangan kuantum azimut = 3, maka memiliki nilai
magnetic yaitu -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3. Maka ada 7 arah orientasi orbital”
Guru : “Jadi
dapatkah kalian menentukan persamaan untuk nilai bilangan kuantum magnetik?”
Siswa : “Jadi
nilai m = -l hingga +l”
Guru : “Bagus”
(Waktu pembelajaran sudah habis, sebelum mengakhiri
pembelajaran guru memberikan tugas kepada siswa, sebagai berikut)
1.
Tulislah
bilangan-bilangan kuantum dari semua fungsi gelombang pada kulit M!
2.
Tentukan apakah
kombinasi nilai bilangan kuantum berikut benar untuk menyatakan satu orbital.
Jika tidak, jelaskan kesalahannya!
n
|
L
|
m
|
|
a
|
3
|
2
|
+1
|
b
|
4
|
4
|
0
|
c
|
2
|
1
|
+2
|
d
|
1
|
0
|
0
|
Standar Kompetensi
1.
Memahami struktur atom
untuk meramalkan sifat-sifat periodik unsur, struktur molekul dan sifat-sifat senyawa
Kompetensi Dasar
1.1 Menjelaskan
teori atom Bohr dan mekanika kuantum untuk menuliskan konfigurasi elektron dan
diagram orbital serta menentukan letak unsur dalam tabel periodik
Indikator
1.1.1 Mampu
menjelaskan teori atom mekanika kuantum
1.1.2 Mampu
menjelaskan pengertian bilangan kuantum dan bentuk-bentuk orbital
1.1.3 Mampu
menuliskan konfigurasi elektron dengan diagram orbital
1.1.4
Mampu menggunakan
prinsip Aufbau, aturan Hund dan azas larangan Pauli untuk menuliskan konfigurasi
elektron dan diagram orbital
1.1.5
Menghubungkan
konfigurasi elektron suatu unsur dengan letaknya dalam sistem periodik
Kegiatan Pendahuluan
Guru memberi salam kepada siswa
Guru
mengecek kehadiran siswa
Guru
memberikan motivasi kepada siswa dengan memberikan pertanyaan-pertanyaan
motivasi
Guru : “Pada pertemuan kali ini
kita akan mempelajari teori mekanika kuantum. Sudahkah kalian membaca
materi tentang ini semalam?”
Siswa :
“Sudah,
Bu”
Guru
: “Apakah yang kalian ketahui tentang
teori atom Bohr anak-anak?”
Siswa : “Saya tahu, Bu”
Guru : “Ya Nak, apa yang kamu ketahui
tentang teori atom Bohr?”
Siswa : “Teori atom Bohr menyerupai sistem tata
surya, yaitu matahari sebagai inti atom dan planet-planet sebagai elektron yang
mengelilingi inti”
Guru
: “Betul sekali anak-anak. Menurut
Bohr, spektrum garis menunjukkan bahwa elektron dalam atom hanya dapat beredar
pada lintasan-lintasan energi tertentu. Pada lintasan itu, elektron dapat
beredar tanpa pemancaran atau penyerapan energi. Disebut apakah lintasan
tersebut, ada yang tahu?”
Siswa : “Saya Bu”
Guru : “Ya silakan nak”
Kegiatan Pembelajaran
Siswa : “Lintasan itu disebut kulit atom Bu”
Guru : “Yah bener anak-anak, lintasan elektron
disebut dengan kulit atom. Lintasan ini berupa lingkaran dengan jari-jari atom
tertentu.”
Siswa : “Ooo…”
Guru : “Setiap kulit atom ditandai dengan suatu
bilangan yang disebut bilangan kuantum. Bilangan kuantum ini dibedakan menjadi
4. Tahukah kalian dibedakan menjadi bilangan apa saja bilangan kuantum itu?”
Siswa : “Bilangan kuantum utama, bilangan kuantum
azimut, bilangan kuantum magnetik, dan bilangan kuantum spin Bu”
Guru : “Yang kalian
jawab itu benar sekali nak. Tahukah kalian apakah bilangan-bilangan kuantum
yang telah disebutkan oleh teman-teman kalian?”
Siswa : (Semua
siswa diam)
Guru : “Baiklah ibu akan menjelaskannya, bilangan
kuantum utama dilambangkan dengan (n), bilangan kuantum ini menyatakan tingkat
energi utama atau kulit atom. Yang dimulai dari kulit paling dalam, n = 1, 2,
3, 4, … dst, dinyatakan dengan
lambang K, L, M, N, … dst.
Semakin besar nilai n, berarti makin besar orbital yang di huni oleh dua
elektron itu”
Bilangan Kuantum (n)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
dan seterusnya
|
Lambang Kulit
|
K
|
L
|
M
|
N
|
dan seterusnya
|
Siswa : “Bu, apakah setiap kulit atom itu memiliki
energi yang sama ?”
Guru : “Tidak anak-anak, setiap kulit atom
memiliki tingkat energi yang berbeda. Karena bilangan kuantum utama berhubungan
dengan jarak rata-rata elektron dari inti, dalam orbital tertentu. Semakin
besar n, maka semakin besar jarak rata-rata elektron dalam orbital tersebut
dari inti, dan energinya semakin besar.
Begitu pula sebaliknya.”
Siswa : “Ooo,
begitu yah Bu”
Guru : “Lalu apakah bilangan kuantum azimut itu
anak-anak?”
Siswa : “Bilangan kuantum azimut itu menyatakan subtingkat
energi atau juga menyatakan bentuk/jenis orbital, Bu”
Guru : “Benar sekali. Nilai-nilai bilangan
kuantum azimut dikaitkan dengan nilai bilangan kuantum utamanya, yaitu semua
bilangan bulat dari 0 (nol) hingga (n-1). Bilangan kuantum ini sering disebut
juga dengan bilangan kuantum momentum sudut, bilangan ini dilambangkan dengan (l).
Contohnya yaitu bila n = 1, hanya ada satu nilai yang memungkinkan yakni 0,
bila n = 2 maka hanya ada dua nilai l yang memungkinkan yakni 0 dan 1. Bilan n
= 3 maka ada tiga nilai l yaitu 0,
1
dan 2. Dari nilai-nilai yang diperoleh, biasanya ditandai dengan huruf s, p, d, … dst, seperti berikut:
Nilai l
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
dan seterusnya
|
Lambang subkulit
|
s
|
P
|
d
|
f
|
g
|
dan seterusnya
|
Lambang
yang dipakai berasal dari klasifikasi empiris spektrum deret sharp (tajam),
principal (utama), diffuse (kabur) dan fundamental (pokok)”
Siswa : “Jadi Bu, bila l = 0, kita mempunyai sebuah
orbital s, bila l = 1 kita mempunyai sebuah jenis orbital p”
Guru : “Tepat sekali nak. Ibu akan memberikan
contoh yaitu, subkulit s dari kulit pertama (K) dinyatakan dengan 1s (n = 1, l =
0), subkulit p dari kulit ketiga (M) dinyatkan dengan 3p (n = 3, l = 1).
Lambang dari semua subkulit pada kulit K sampai dengan N yaitu sebagai berikut:
Kulit
|
Nilai n
|
Nilai l yang diizinkan
|
Subkulit atau jenis orbital
|
K
L
M
N
|
1
2
3
4
|
0
0,1
0,1,2
0,1,2,3
|
1s
2s, 2p
3s, 3p, 3d
4s, 4p, 4d, 4f
|
: “Lalu apa yang dimaksud dengan
bilangan kuantum magnetik anak-anak ?”
Siswa : “Bilangan kuantum magnetik menyatakan
orbital khusus mana yang ditempati elektron pada suatu subkulit”
Guru : “Betul sekali. Bilangan kuantum magnetik
juga menyatakan orientasi khusus dari orbital itu dalam ruang relatif terhadap
inti. Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada nilai bilangan kuantum
azimuth, yaitu semua bilangan bulat mulai dai –l sampai dengan +l, termasuk 0. Siapa yang
dapat memberikan contohnya?”
Jumlah
dan Jenis Orbital pada Subkulit
Jenis Orbital
|
L
|
Jumlah orbital (2 l + 1)
|
Nilai m
|
s
|
0
|
1
|
0
|
p
|
1
|
3
|
-1, 0, +1
|
d
|
2
|
5
|
-2, -1, 0, +1, +2
|
f
|
3
|
7
|
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3
|
Siswa : “Saya Bu, jika bilangan kuantum azimuth l =
0, maka nilai bilangan kuantum magnetiknya yaitu m = 0, berarti hanya terdapat
1 orbital”
Guru : “Bagus sekali, siapa lagi yang dapat
memberikan contohnya?”
Siswa : “Jika bilangan kuantum azimuth l = 1, maka
nilai bilangan magnetiknya yaitu m = -1, 0, +1, berarti terdapat 3 orbital”
Guru : “Ya
benar sekali anak-anak. Sebagai kesimpulan pembahasan kita tentang ketiga
bilangan kuantum ini, perhatikan situasi dimana n = 2 dan l = 1. Apa yang
bisa kalian jelaskan dari situasi ini anak-anak?”
Siswa : “Nilai n dan l menandakan bahwa kita
mempunyai subkulit 2p, dan dalam sub kulit ini kita mempunyai tiga orbital 2p
(sebab ada tiga nilai m, yaitu -1,
0, dan 1)”
Guru : “Baiklah anak-anak, apakah kalian semua sudah
mengerti?”
Siswa : “Sudah,
Bu”
Guru : “Baiklah, Ibu ingin bertanya, tahukah
kalian untuk setiap tingkat energi terdapat banyak orbital?”
Siswa : “Untuk setiap tingkat energi terdapat n2
orbital Bu”
Guru : “Memang benar, tapi dapatkah kalian
buktikan bahwa untuk setiap tingkat energi terdapat n2 orbital?”
Siswa : “Tidak tahu Bu”
Guru : “Ibu akan menjelaskannya dengan tabel.
(sambil menulis tabel di papan tulis)”
Tingkat Energi (n)
|
Jenis Orbital (l)
|
Jumlah Orbital
|
K (n = 1)
|
1s (l = 0)
|
1 ........ 12
|
L (n = 2)
|
2s (l = 0)
2p (l = 1)
|
 1 4 ........ 22
3
|
M (n = 3)
|
3s (l = 0)
3p (l = 1)
3d (l = 2)
|
1
3 9 ....... 32
5
|
N (n = 4)
|
4s (l = 0)
4p (l = 1)
4d (l = 2)
4f (l = 3)
|
1
3
5 16 ...... 42
7
|
Guru : “Jadi, apa yang dapat kalian simpulkan
dari tabel ini anak-anak?”
Siswa : “Setiap tingkat energi (n) terdapat n2
orbital Bu”
Guru : “Good, seperti yang sudah dijelaskan
di atas, elektron berada dalam orbital. Bentuk dan orientasi orbital ditentukan
oleh bilangan kuantum. Nilai bilangan kuantum l menentukan bentuk geometris
dari awan elektron atau penyebaran peluang
ditemukannya elektron. Oleh karen itu, bilangan kuantum l menentukan bentuk
orbital sedangkan bilangan kuantum m menunjukkan arah ruang orientasi orbital.
Lalu bentuk orbital apa saja yang telah kalian ketahui sebelumnya nak?”
Siswa : “Orbital s, orbital p, orbital d, dan
orbital f Bu”
Guru : “Pada orbital s, telah dijelaskan bahwa de
Broglie menyatakan elektron bersifat gelombang. Jika fungsi gelombang
dilambangkan dengan ψ (psi), maka ψ2 dikenal sebagai kerapatan
peluang ditemukannya elektron. Perhatikan gambar orbital s berikut ini:
Dari
gambar di atas, apa yang dapat kalian simpulkan anak-anak ?”
Siswa : “ Pada gambar terlihat bahwa peluang
terbesar ditemukannya elektron adalah di sekitar inti. Makin jauh dari inti,
maka peluang ditemukannya elektron makin kecil”
Guru : “Ya benar sekali. Pada orbital s ini,
elektron dapat bergerak ke segala arah, oleh karena itu orbital s digambarkan
berbentuk bola”
Siswa : “Lalu
bagaimana bentuk orbital p dan orbital d itu Bu?”
Guru : “Pada jenis orbital p (l =1), terdapat 3
harga m, yaitu -1, 0, dan +1, maka terdapat 3 orbital p. Masing-masing orbital
bersumbukan koordinat x, y, dan z. Oleh karena itu, orbital-orbital ini disebut
orbital Px, Py, dan Pz.