KIMIA ORGANIK | Atom Elektron dan Orbital [BAGIAN 1]

KIMIA ORGANIK | Atom Elektron dan Orbital

Daftar Isi Kimia Organik

Sebelum membahas prinsip-prinsip ikatan dalam kimia organik lebih dalam, mari pertama meninjau beberapa hubungan mendasar antara atom dan elektron. Setiap unsur ditandai dengan nomer atom unik berlambang Z, yang sama dengan jumlah proton dalam intinya. Suatu atom netral memiliki proton, yang bermuatan positif, dan elektron yang bermuatan negatif, yang berjumlah sama.

Elektron diyakini sebagai partikel dari awal waktu ditemukannya pada tahun 1897 sampai tahun 1924, dimana ketika itu fisikawan perancis, Louis de Broglie mengemukakan bahwa elektron-elektron ternyata juga memiliki sifat sebagai gelombang. Dua tahun kemudian Erwin Schrödinger mengambil langkah berikutnya dan menghitung energi elektron dalam atom hidrogen dengan menggunakan persamaan yang memberlakukan  seolah-olah elektron itu adalah gelombang. Alih-alih menghasilkan energi tunggal, Schrödinger memperoleh serangkaian tingkat energi, yang masing-masing berkaitan dengan deskripsi matematika gelombang elektron yang berbeda. Deskripsi matematika ini disebut dengan fungsi gelombang, yang disimbolkan dengan huruf yunani Ψ (psi).

Menurut prinsip ketidakpastian Heisenberg, kita tidak bisa tahu persis di mana posisi elektron dalam atom, tapi kita bisa mengatakan dimana posisi yang paling mungkin tempat keberadaan elektron. Probabilitas untuk menemukan sebuah elektron di tempat tertentu relatif terhadap inti atom dirumuskan dengan kuadrat dari fungsi gelombang (Ψ2) di tempat tersebut. Gambar 1 berikut ini menunjukkan probabilitas ditemukannya sebuah elektron di berbagai titik pada energi terendah (paling stabil) atom hidrogen.

kimia organik probabilitas elektron hidrogen

Gambar 1. Distribusi probabilitas (Ψ2) untuk satu elektron dalam orbital 1s.

Semakin pekat warna di suatu wilayah, semakin tinggi probabilitasnya. Probabilitas terbesar ditemukannya sebuah elektron pada titik tertentu adalah berada di dekat inti, dan menurun dengan bertambahnya jarak dari inti tetapi tidak kemudian probabilitasnya menjadi nol. Gambar 1 diatas seringkali disebut dengan “awan elektron” untuk menggambarkan sifat dasar probabilitas elektron yang menyebar. Perlu diperhatikan bahwa “awan elektron” dari atom hidrogen, meskipun digambarkan sebagai kumpulan banyak titik, namun sejatinya hanyalah mewakili satu elektron.

Fungsi gelombang disebut juga dengan orbital. Untuk kenyamanan, ahli kimia menggunakan istilah “orbital” dalam beberapa cara berbeda. Gambar seperti gambar 1 diatas sering dikatakan mewakili satu orbital. Selanjutnya, kita juga akan melihat jenis lain dari gambar 1 ini dalam artikel selanjutnya, yang menggunakan kata “orbital” untuk menggambarkan probabilitas elektron.

Orbital dijelaskan melalui ukuran, bentuk, dan sifatnya. Bentuk bulat simetris yang ditunjukkan pada Gambar 1 adalah orbital s. Penulisan huruf s biasanya didahului dengan penulisan jumlah kuantum utama n (n = 1, 2, 3, dll) yang menunjukkan kulit dan berhubungan dengan energi dari orbital. Elektron dalam orbital 1s mungkin akan ditemukan lebih dekat dengan inti, dimana level energinya lebih rendah, dan terikat lebih kuat ke inti daripada elektron dalam orbital 2s.

Daerah dalam suatu orbital tunggal bisa saja dipisahkan dengan suatu titik simpul (node) di mana probabilitas untuk menemukan sebuah elektron adalah nol. Orbital 1s tidak memiliki node sedangkan orbital 2s memiliki satu node. Orbital 1s dan 2s secara bersama dapat disimak pada gambar 2 berikut ini.

kimia organik orbital 1s dan 2s

Gambar 2. (a) gambar orbital 1s dan (b) gambar orbital 2s.

Perubahan fungsi gelombang dalam orbital 2s ditandai dengan dua permukaan antara node seperti yang ditunjukkan gambar 2 dengan lambang plus (+) Dan minus (-). Tidak perlu bingung perbedaan simbol plus minus ini dengan simbol muatan listrik. Simbol tersebut tidak ada hubungannya dengan elektron atau muatan inti, juga harus perhatikan bahwa gambar orbital tersebut sesungguhnya representasi dari probabilitas atau Ψ2 (yang harus angka positif), sedangkan + dan – mengacu sebagai tanda untuk fungsi gelombangnya sendiri Ψ. Hal ini tampak sebagai awal yang membingungkan, namun dalam prakteknya tidak akan rumit. Memang, Kita tidak selalu harus menuliskan lambang + dan – dalam gambar orbital, tapi itu kadangkala diperlukan untuk memahami konsep tertentu.

Artikel ini bersambung ke

KIMIA ORGANIK | Atom Elektron dan Orbital [BAGIAN 2]

untuk membacanya klik di sini

GRATIS Artikel KELASKIMIA.COM Langsung ke Email Anda !
masukkan email anda dan klik IYA MAU
We respect your privacy

About muhaimin nurrahman

hamba Allah SWT | umat Rasulullah Muhammad SAW

Tinggalkan Komentar