Orbital Atom

Apa itu orbital   atom

Orbital dan orbit

Ketika planet bergerak mengitari matahari, kita dapat menggambarkan jalur yang   ditempuh oleh planet itu yang disebut dengan orbit. Gambaran sederhana dari   atom juga sama dengan fenomena tersebut dan kita dapat menggambar elektron-elektron   yang mengorbit mengelilingi nukleus ( inti atom ). Walaupun sesungguhnya elektron-elektron   tidak mengorbit pada jalur yang tetap melainkan mengorbit pada sebuah ruang   yang disebut dengan orbital.

Orbit dan orbital terkesan sama, tetapi sebenarnya memiliki makna yang cukup   berbeda. Kita perlu memahami perbedaan di antara keduanya.

Ketidakmungkinan penggambaran orbital elektron-elektron

Untuk menggambar suatu jalur kita perlu mengetahui secara pasti di mana objek   tersebut berada dan ke arah mana objek itu bergerak. Sayangnya, kita tidak bisa   melakukan hal tersebut untuk elektron-elektron.

Prinsip ketidakpastian Heisenberg menunjukkan bahwa kita tidak dapat   mengetahui secara pasti di mana elektron itu berada dan ke arah mana elektron   itu bergerak. Hal ini membuat kita tidak mungkin menggambarkan secara   tepat jalur atau orbit dari elektron yang mengelilingi nukleus. Tetapi ada suatu   cara lain yang bisa diterima untuk menggambarkan pergerakan elektron-elektron   di sekitar nukleus.

Elektron hidrogen – orbital 1s

Bayangkan kita memiliki satu atom hidrogen dan menentukan posisi elektronnya pada suatu waktu tertentu. Segera sesudahnya, kita kembali menentukan posisi elektron ini, dan kita mendapati elektron itu sudah ada di posisi yang berbeda. Kita tidak mengerti bagaimana elektron ini berpindah dari posisi yang pertama ke posisi yang kedua.

Kita coba untuk terus mencari titik-titik posisi dari elektron tersebut, dan   kita akan perlahan-lahan menemukan suatu gambaran 3 dimensi peta posisi dari   elektron tersebut.

Dalam kasus elektron hidrogen, elektron dapat ditemukan di manapun di sekeliling   nukleus. Diagram menunjukkan kemungkinan dari posisi elektron yang membentuk   ruang wilayah yang mengelilingi nukleus.

Pada 95% dari hasil pengamatan, elektron dapat ditemukan dalam suatu ruang wilayah yang relatif   dekat dengan nukleus. Wilayah dari ruang tersebut kita sebut dengan orbital.
Kita dapat beranggapan bahwa orbital merupakan suatu ruang wilayah di mana elektron   itu bergerak di dalamnya.

Tiap orbital memilki nama :

Orbital yang dihuni oleh elektron hidrogen disebut dengan orbital 1s.   Angka “1” menunjukkan bahwa orbital tersebut memiliki tingkat   energi yang terdekat dengan nukleus. Huruf “s” menunjukkan   bentuk dari orbital tersebut. Orbital s berbentuk bulat simetris yang mengelilingi   nukleus.

Orbital   di sebelah kiri merupakan orbital 2s. Bentuknya sama dengan orbital 1s kecuali   ruang wilayahnya yang lebih jauh dari nukleus – di mana letaknya pada   tingkat energi kedua.

Jika kita perhatikan secara seksama, kita dapat menemukan bahwa terdapat wilayah   di mana rapat elektronnya lebih tinggi ( di mana titik-titiknya lebih pekat )   dekat dengan nukleus. “Kerapatan elektron” merupakan suatu istilah   yang dipakai untuk memberitahukan kemungkinan kita dapat menemukan elektron   pada posisi tertentu.

Elektron-elektron 2s ( dan juga 3s, 4s ) berada dalam posisi dekat dengan nukleus   daripada yang mungkin kita bayangkan. Efek dari ini adalah pengurangan energi   dari elektron dalam orbital s. Semakin dekat elektron dengan nukleus, semakin   rendah energinya.

orbital p

Tidak   semua elektron memiliki sifat seperti orbital s. Pada tingkat energi pertama,   orbital hanya terdiri dari orbital 1s, tetapi ketika kita memasuki tingkat energi   kedua, selain daripada orbital 2s, kita akan menemukan orbital 2p.

Orbital p berbentuk seperti 2 buah balon yang identik yang diikat di tengahnya.   Gambar di sebelah kiri menunjukkan adanya titik yang membagi ruang wilayah. Perlu   diingat, orbital menunjukkan 95% kemungkinan elektron itu berada.

Tidak seperti orbital s, orbital p memiliki arah tertentu – pertama yang mengarah   ke atas dan yang mengarah ke bawah.

Pada tiap tingkat energi ada kemungkinan terdapat 3 orbital p yang   arahnya saling tegak lurus satu sama lain.  Arah dari tiap orbital p ini diberi   simbol px, py dan pz. x, y dan z merupakan koordinat   dari orbital-orbital tersebut.

Orbital   p pada tingkat energi kedua disebut dengan 2px, 2py dan   2pz. Begitu juga pada orbital lainnya 3px, 3py dan   3pz, maupun 4px, 4py dan 4pz dan seterusnya.

Seluruh tingkat energi selain dari tingkat energi pertama memiliki orbital p.   Pada energi level yang lebih tinggi bentuk dari balon akan semakin lonjong,   yang berarti kemungkinan elektron berada akan semakin jauh dari nukleus.
orbital d dan f

Selain daripada orbital s dan p, terdapat dua bentuk orbital lainnya di mana   elektron berada pada tingkat energi yang lebih tinggi. Pada tingkat energi ketiga,   kita akan menemukan 5 bentuk dari orbital d ( dengan bentuk dan penamaan   yang lebih rumit ), dan tentunya juga orbital 3s dan orbital   3p (3px, 3py dan 3pz). Pada tingkat energi   ketiga kita akan menemukan total 9 orbital.

Pada tingkat energi keempat, selain daripada orbital 4s , 4p dan 4d , kita juga   akan menemukan tambahan 7 buah orbital f – dengan total 16 orbital. Orbital   s, p, d dan f memiliki tingkat energi yang lebih tinggi.

Menempatkan elektron di orbital

Kita dapat membayangkan sebuah atom seperti sebuah istana – di mana nukleus   berada pada lantai bawah tanah, kemudian tiap lantai terdiri dari kamar-kamar   (orbital) yang akan ditempati oleh elektron-elektron. Lantai pertama hanya terdiri   dari satu kamar ( yaitu orbital 1s ); lantai kedua terdiri dari 4 kamar ( orbital   2s, 2px, 2py dan 2pz ); lantai ketiga terdiri dari   9 kamar ( satu orbital 3s, tiga orbital 3p dan 5 orbital 3d ) dan seterusnya.   Tetapi kamar-kamar tersebut tidaklah besar. Tiap orbital hanya dapat ditempati   oleh 2 elektron.

Cara yang lazim digunakan untuk menggambarkan orbital yang dihuni oleh elektron   adalah dengan cara ” kotak-kotak elektron “.

“Kotak-kotak elektron”

Orbital dapat diwakili oleh kotak dan atom digambarkan sebagai anak panah. Anak   panah ke atas dan anak panah ke bawah digunakan untuk menggambarkan elektron yang   berbeda arah.

Orbital   1s ditempati oleh 2 elektron seperti gambar di sebelah kanan dan kita bisa menuliskannya   lebih singkat dengan 1s2 . Kata ini dibaca ” satu s dua ”   bukan ” satu s kuadrat “.

Ingat, angka 1 mewakili tingkat energi, huruf s mewakili tipe dari orbital dan   angka 2 mewakili jumlah elektron yang berada pada orbital tersebut.

Urutan mengisikan orbital

Elektron mengisi dari orbital pada tingkat energi rendah ( dekat dengan nukleus   ) sebelum mengisi pada orbital pada tingkat yang lebih tinggi. Ketika dihadapkan   pada orbital yang berada pada energi yang sama, elektron akan mengisi orbital   yang kosong dahulu.

Diagram di bawah ini menggambarkan tingkat energi orbital sampai tingkat energi   keempat.

Perhatikan bahwa orbital s selalu memiliki energi yang rendah daripada orbital   p pada seluruh tingkat energi, jadi orbital s akan ditempati terlebih dahulu   oleh elektron sebelum menempati orbital p.

Kita akan menemui kejanggalan pada posisi orbital 3d. Orbital ini berada   pada tingkat energi yang lebih tinggi daripada 4s – jadi elektron akan menempati   orbital 4s lebih dahulu sebelum menempati orbital 3d dan baru kemudian 4p. Kejanggalan   berikutnya akan kita temui pada tingkat energi yang lebih tinggi lagi, sebagai   contoh, di mana terjadi penindihan tingkat energi yang mengakibatkan orbital   4f akan terisi setelah orbital 6s.

Gunakan fasilitas pencarian kata dibawah ini untuk mencari kata di chem-is-try.org

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: