TUGAS TERSTRUKTUR Tatap Muka Ke-3 dan Ke-4
1. Menurut Louis de Broglie bahwa elektron mempunyai sifat gelombang sekaligus juga partikel. Jelaskan keterkaitannya dengan teori mekanika kuantum dan Teori Orbital Molekul.
Eksperimen dari Louis deBroglie merupakan eksperimen lajutan dari pencampuran teori kuantum Max Planck dan Einstein. Louis deBroglie meneliti sifat dualisme gelombang dan partikel, yakni keberadaan gelombang melalui eksperimen difraksi berkas elektron. Louis deBroglie, menjelaskan bahwa cahaya dapat berada dalam suasana tertentu yang terdiri dari partikel-partikel, kemungkinan berbentuk partikel pada suatu waktu sehingga untuk menghitung panjang gelombang satu partikel diperoleh:
Louis deBroglie :
λ = h/m.v
Dengan: λ : panjang gelombang (m)
m : massa partikel (kg)
v : kecepatan partikel (m/s)
h : tetapan Planck 6,62 x 10-34 joule s
Hipotesis deBroglie 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. Dari hasil penelitiannya inilah diusulkan “materi mempunyai sifat gelombang di samping partikel”, yang dikenal dengan prinsip dualitas. Pada prinsip ini Sifat partikel dan gelombang suatu materi tidak tampak sekaligus, namun tergantung pada perbandingan panjang gelombang deBroglie dengan dimensinya serta dimensi sesuatu yang berinteraksi dengannya. Partikel yang bergerak memiliki sifat gelombang, yang mendukung teori ini adalah fakta tentang kilat dan petir.
Bila di hubungkan dengan teori Prinsip dualitas inilah menjadi titik pangkal berkembangnya mekanika kuantum oleh Erwin Schrodinger.Yang sebelumnya oleh Werner Heisenberg telah mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian. “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.ErwinSchrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi. 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.
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
Sinar UV merupakan sinar dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar tampak dengan panjang gelombang berkisar antara 400-200 nm. Absorsi sinar UV mengakibatkan eksitasi molekul dari energy dasar ke energy yang lebih tinggi. Transisi elektron adalah perpindahan elektron dari orbit yang satu ke orbit yang lain dengan 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. 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*
Pada zat-zat pengabsorbsi ini berkaitan dengan tiga jenis transisi elektron, yaitu elektron-elektron π, σ, dan n, yang meliputi molekul atau ion organik dan sejumlah anorganik. Penyelidikan spektroskopi senyawa-senyawa organik dilakukan pada daerah UV yang panjang gelombangnya lebih besar dari 185nm. Dan 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.
Jelaskan knpa elektron yang dikemukakan Bohr tidak dapat dibenarkan. ?
BalasHapusTeori atom Bohr kiranya dapat dijelaskan seperti berikut :
Hapusa. Elektron mengitari inti atom dalam orbit-orbit tertentu yang berbentuk lingkaran.
b. Electron dalam tiap orbit mempunyai energi tertentu yang makin tinggi dengan makin besarnya lingkaran orbit.
c. Selama dalam orbitnya, elektron tidak memancarkan energi dan dikatakan dalam keadaan stasioner.
d. Elektron dapat berpindah dari orbit satu ke orbit lain yang mempunyai energi lebih tinggi bila elektron tersebut menyerap energi yang besarnya sesuai dengan perbedaan energi antara kedua orbit yang bersangkutan, dan sebaliknya.
e. Atom dalam molekul dikatakan dalam keadaan tingkat dasar (ground state) apabila elektron-elektronnya menempati orbit-orbit sedemikian sehingga memberikan energi total terendah.
Walaupun dinilai sudah revolusioner, tetapi masih ditemukan kelemahan teori atom Bohr yaitu :
a. Melanggar asas ketidakpastian Heisenberg karena elektron mempunyai jari-jari yang telah diketahui.
b. Model atom Bohr mempunyai nilai momentum sudut lintasan ground state yang salah.
c. Lemahnya penjelasan tentang prediksi spektra atom yang lebih besar.
d. Tidak dapat memprediksi intensitas relatif garis spektra.
e. Model atom Bohr tidak dapat menjelaskan struktur garis spektra yang baik.
f. Tidak dapat menjelaskan efek Zeeman.
Jasanya : menyatakan harga momentum sudut elektron yang terkuantisasi sebesar n (h/2π) dengan n = 1,2,3,4 … dst
Dark pernyataan and a, dalam proses transisi ini tidak semua elektron ikatan terpromosikan ke orbital antiikatan. Maksudnya terpromosikan disitu seperti apa?
BalasHapusMaksud dari terpromosikan adalah penyebarannya, jadi dalam proses transisi tidak semua elektron ikatan penyebarannya ke orbital antiikatan
HapusMengapa jika diterapkan untuk benda-benda biasa, seperti bola golf atau peluru, yaitu benda yang mempunyai massa relatif besar, Maka persamaan de Broglie akan menghasilkan panjang gelombang yang sangat kecil, tidak teramati
BalasHapusLouis de Broglie meneliti keberadaan gelombang melalui eksperimen difraksi berkas elektron.
HapusDari 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.
Teori-teori di atas, meskipun sukses, tetapi sangat fenomenologikal: tidak ada penjelasan jelas untuk kuantisasi. Mereka dikenal sebagai teori kuantum lama.
Mengapa UV merupakan sinar dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar tampak dengan panjang gelombang berkisar antara 400-200 nm?
BalasHapusRadiasi ultraviolet merupakan radiasi elektromagnetik terhadap panjang gelombang yang lebih pendek dari daerah dengan sinar tampak, namun lebih panjang dari sinar-X yang kecil dan dinamai ultraviolet karena frekwensinya lebih tinggi daripada sinar ungu (violet). Radiasi UV dapat dibagi menjadi:
HapusHampir UV (panjang gelombang : 380-200 nm)
UV vakum (panjang gelombang : 200-10 nm).
Sebutkan sifat gelombang dari elektron?
BalasHapusDengan teorinya ini, De Broglie berhasil memecahkan semua kebimbangan dalam fisika modern, kebingungan antara sifat gelombang dan sifat partikel benda. Dengan teori De Broglie ini, dia berhasil menjelaskan dualisme sifat cahaya. Cahaya memiliki sifat partikel, tapi cahaya juga memiliki sifat gelombang. Lebih jauh lagi, elektron juga demikian. Elektron punya sifat partikel, dan mungkin elektron juga punya sifat gelombang.
HapusTapi waktu itu teori De Broglie dianggap lalu begitu saja, karena tidak ada percobaan yang bisa membuktikannya. Barulah tiga tahun setelahnya, tahun 1927, teori De Broglie terbukti kebenarannya lewat percobaan. Dua orang fisikawan Amerika, Clinton Joseph Davisson (1881-1958) dan Lester Herbert Germer (1896-1971) membuktikan teori itu dengan percobaan lempengan nikel.