Partikel Penyusun Atom dan Bilangan Kuantum

A. Partikel Penyusun Atom


                    

1. Proton
              Eugen Goldstein pada tahun 1886 melakukan percobaan dengan memodifikasi tabung sinar katode yang ditemukan oleh William Crookes dengan cara melobangi lempeng katode. Dari percobaan ini ditemukan bahwa gas yang berada dibelakang katode menjadi berpijar. Hal ini berarti radiasi dari anode menembus lempengan katode melalui lubang yang sebelumnya telah dibuat.

• Sifat sinar anode ini yaitu: merupakan radiasi partikel karena mampu memutar baling-baling.
• Radiasi ini bila dibelokkan menggunakan medan magnet, maka akan menuju ke kutub magnet itu artinya radiasi sinar ini bermuatan positif (itulah sebabkan kemudian dinamakan proton).
• Partikel sinar anode bergantung pada jenis gas yang ada didalam tabung.

Massa proton terkecil diperoleh pada atom Hidrogen yaitu massa 1 proton=1 sma= 1,66×10-24 gram dengan muatan 1 proton= +1= 1,6×10-19 C.


2. Elektron
               Joseph John Thomson pada tahun 1897 melakukan percobaan dengan menggunakan tabung sinar katode. Terdapat dua plat logam yang terdapat pada ujung tabung berfungsi sebagai katoda. Kedua plat ini dimasukkan kedalam tabung kaca bertekanan rendah kemudian dialirkan bertegangan tinggi hingga mampu melepas elektron dari katoda ke anoda.

              Dari hasil percobaannya, ditemukan sifat sinar katode, yaitu:
a. Merupakan radiasi partikel kiri mampu memutar baling- baling.
b. Radiasi ini bila dibelokkan menggunakan medan magnet, maka akan menuju ke kutub magnet positif. Itu artinya sinar katode bermuatan negatif.
c. Partikel katode merambat tegak lurus dari lempengan katode menuju anode.
d. Sinar katoda tidak tergantung pada jenis plat logam yang digunakan.
e. Sinar katoda dapat kita buat dengan listrik tegangan tinggi.

Dari sifat inilah kemudian oleh J.J Thomson menamakan partikel penyusun atom bermuatan negatif ini sebagai elektron.


3. Neutron
              Setelah ditemukan adanya proton didalam inti atom, didapati bahwa ternyata massa inti atom selalu lebih besar daripada proton. Disinilah kemudian para peneliti berpendapat bahwa ada partikel lain didalam inti (selain proton) yang bermuatan netral.
              W. Bothe dan H. Becker pada tahun 1930 melakukan penembakan menggunakan partikel alpha(a) ke inti atom berilium. Ditemukan adanya radiasi partikel yang memiliki daya tembus besar. Dua tahun sesudahnya yaitu tahun 1932, James Chadwick melakukan penelitian lebih lanjut dimana ditemukan bahwa partikel tersebut bermuatan netral dan memiliki massa hampir sama dengan partikel proton( bermuatan positif). Partikel ini kemudian dinamakan sebagai neutron.




B. Bilangan Kuantum dan Orbital

1. Bilangan Kuantum
            Setiap orbital atom memiliki satu set tiga bilangan kuantum yang unik, antara lain bilangan kuantum utama(n), azimuth(l), magnetik(m), dan spin(s).

•Bilangan Kuantum Utama(n)
Mendeskripsikan ukuran dan tingkat energi  orbital. Semakin besar nilai n, maka semakin besar ukuran orbital dan semakin tinggi tingkat energinya. Nilai n yang diperbolehkan adalah bilangan bulat positif(1,2,3 dan seterusnya).
• Bilangan Kuantum Azimuth(l)
Mendeskripsikan bentuk orbital. Nilai l yang diperbolehkan adalah bilangan bulat dari 0 hingga n-1
• Bilangan Kuantum Magnetik(m)
Mendeskripsikan orientasi orbital. Nilai m yang diperlukan adalah bilangan bulat dari -1 hingga+1
• Bilangan Kuantum Spin(s)
Mendeskripsikan arah spin elektronik dalam orbital. Nilai s yang diperbolehkan adalah +½ atau -½

2. Orbital
            Bentuk orbital atim:
a. Orbital s
            adalah orbital dengan l=0 berbentuk bola dengan inti atom pada bagian tengah. Oleh karena bola hanya memiliki satu orientasi, semua orbital s hanya memiliki satu nilai mı, yaitu mı=0
b. Orbital p
           adalah orbital dengan l=1 berbentuk seperti balon terpilih dengan dua cuping. Kedua cuping terletak pada dua sisi inti atom yang saling bersebrangan.
c. Orbital d
          adalah orbital dengan l=2. Orbital d memiliki lima jenis orientasi, sebagaimana terdapat lima nilai mı yang mungkin, yaitu -2,-1,0,+1,+2
d. Orbital f
          adalah orbital dengan l=3. Orbital f memiliki tujuh jenis orientasi, sebagaimana terdapat tujuh nilai mı yang mungkin (2l+1=7) ketujuh orbital f memiliki bentuk yang kompleks dengan beberapa cuping.


Konfigurasi Elektron
      adalah susunan elektron berdasarkan kulit atom orbital dari suatu atom.

Aturan penentuan konfigurasi elektron berdasarkan orbital:
1) Asas Aufbau
       Elektron menempati orbital-orbital dimulai dari tingkat energi yang terendah, dimulai dari 1s,2s,2p, dan seterusnya. Seperti urutan subkulit yang terlihat pada gambar.

2) Asas Larangan Pauli
        Tidak ada dua elektron dalam suatu atom yang memiliki keempat bilangan kuantum yang sama. Setiap orbital maksimum diisi oleh 2 elektron yang memiliki spin yang berlawanan

3) Kaidah Hund
        Jika ada orbital dengan tingkat energi yang sama konfigurasi elektron dengan energi terendah adalah dengan jumlah elektron tidak berpasangan dengan spin paralel yangpaling banyak.






Daftar Pustaka:
https://www.studiobelajar.com/konfigurasi-elektron/&hl=en-ID                       https://www.siswapedia.com/partikel-penyusun-atom/&hl=en-ID