Tugas Terstruktur
1.Menurut Louis de Broglle bahwa elektron mempunyai sifat gelombang
sekaligus juga pertikel. Jelaskan keterkaitannya dengan teori mekanika kuantum
dan Teori Orbital Molekul?
Jawab:
a) Keterkaitan teori Louis de Broglie dengan mekanika kuantum:
|
Louis de
Broglie meneliti keberadaan gelombang melalui eksperimen difraksi berkas
elektron.
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. Model atom mekanika kuantum merupakan
model atom modern yang berkembang dan melengkapi kekurangan dari model atom bohr.
Menurut “Louis de Broglie”, elektron bersifat gelombang dan partikel. Pada
tahun 1924, Louis de Broglie, 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.
Pendapat
Louis de Broglie menghasilkan hal sebagai berikut.
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.
Prinsip
dualitas inilah menjadi titik pangkal berkembangnya mekanika kuantum oleh
Erwin Schrodinger.
Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”. Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger. |
b) Keterkaitan teori Louis de Broglie dengan Teori Orbital Molekul:
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. Louis Victor de Broglie : menyatakan bahwa
materi mempunyai dualisme sifat yaitu sebagai materi dan
sebagaigelombang.
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. Salah satu contohnya teori orbital
molekul dapat menjelaskan sifat paramagnetisme dari molekul O₂ sesuai hasil percobaan, bahwa oksigen bersifat
paramagnetik dengan dua elektron tidak berpasangan dan bukan diamagnetik
seperti yang dijelaskan dengan menggunakan teori ikatan valensi. Temuan ini
membuktikan adanya kekurangan mendasar dalam teori ikatan valensi. Teori
orbital molekul menggambarkan ikatan kovalen melalui istilah orbital molekul
yang dihasilkan dari interaksi orbital orbital atom dari atom yang berikatan
dengan molekul secara keseluruhan.
Orbital molekul ikatan memiliki energi yang lebih rendah dan kestabilan yang
lebih rendah dibandingkan orbital-orbital atom pembentuknya.
Orbital molekul antiikatan memiliki energi yg lebih tinggi dan kestabilan yang
lebih rendah dibandingkan orbital-orbital atom pembentuknya.
Di dalam OM
menunjukkan permukaan dengan kerapatan elektron tetap/konstan sehingga elektron
memiliki kemungkinan untuk berada didalamnya. Sehingga sebuah elektron dalam
sebuah OM seperti dalam gambar akan berada dalam dalam daerah ikatan.
Sebuah elektron dalam orbital ikatan cenderung untuk bersama dalam inti
positif, sehingga mengikatnya bersama secara elektrostatik dan meningkatkan
kestabilan molekul. Meningkatnya kestabilan berhubungan dengan rendahnya
energi, sehingga energi ikatan lebih rendah dibanding energi orbital atom awal
(Gambar b). Sebuah elektron pada antiikatan sebagian besar waktunya diluar
inti.
Elektron di
antiikatan cenderung mengurangi kestabilan molekul dengan menarik inti menjauh.
Sebuah elektron antiikatan memiliki energi lebih tinggi dibandingkan elektron
pada orbital awal. Sehingga Elektron ikatan memiliki energi lebih rendah,
sedangkan orbital antiikatan memiliki energi lebih tinggi dibandingkan orbital
awal.
2. Bila absorpsi sinar UV oleh ikatan rangkap menghasilkan promosi
elektron ke orbital yang berenergi lebih tinggi. Transisi elektron manakah
memerlukan energi terkecil bila sikloheksena berpindah ke tingkat tereksitasi?
Jawab :
perpindahan
elektron dari orbit yang satu ke orbit yang lain dapat memancarkan gelombang
elektromagnetik. Ketika berpindah dari orbit yang luar ke orbit yang dalam,
elektron akan memancarkan energy sebesar E=hf, dengan f adalah frekuensi
gelombang yang dipancarkan
Energi yang
dimiliki sinar UV mampu menyebabkan perpindahan elektron (promosi elektron)
atau yang disebut transisi elektronik. Transisi elektronik dapat diartikan
sebagai perpindahan elektron dari satu orbital ke orbital yang lain. Disebut
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. 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.
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*
Keterangan
· σ :
senyawa-senyawa yang memiliki ikatan tunggal
· π :
senyawa-senyawa yang memiliki ikatan rangkap
· n
menyatakan orbital non-ikatan: untuk senyawa-senyawa yang memiliki elektron
bebas.
· σ* dan π*
merupakan orbital yang kosong (tanpa elektron), orbital ini akan terisi
elektron ketika telah atau bila terjadi eksitasi elektron atau perpindahan
elektron atau promosi elektron dari orbital ikatan.
Daerah
sinar tampak pada spektrum (sinar yang tampak oleh mata manusia) berada pada
panjang gelombang 400-800 nm sedangkan daerah sinar UV berada pada panjang
gelombang yang lebih pendek yaitu sekitar 200-400 nm. Prinsip dasar dari
spektrofotometer UV adalah penyerapan sinar tampak atau ultra violet oleh suatu
molekul yang dapat menyebabkan terjadinya eksitasi molekul tersebut dari
tingkat energi dasar ke tingkat yang lebih tinggi. Absorbsi radiasi oleh sampel
diukur detektor pada berbagai panjang gelombang dan diinformasikan ke perekam
untuk menghasilkan spektrum. Spektrum ini akan memberikan informasi penting
untuk identifikasi adanya gugus kromofor
Tidak ada komentar:
Posting Komentar