Apa itu Notasi Spektral?



itu notasi spektral okonfigurasi elektronik adalah pengaturan elektron dalam tingkat energi di sekitar inti atom.

Dalam hal model mekanika kuantum yang lebih halus, lapisan K-Q dibagi lagi menjadi satu set orbital, yang masing-masing dapat ditempati oleh tidak lebih dari satu pasangan elektron (Encyclopædia Britannica, 2011).

Secara umum, konfigurasi elektronik digunakan untuk menggambarkan orbital atom dalam keadaan dasarnya, tetapi juga dapat digunakan untuk mewakili atom yang telah terionisasi dalam kation atau anion, mengkompensasi hilangnya atau perolehan elektron dalam orbital masing-masing.

Banyak sifat fisik dan kimia dari unsur-unsur dapat dikorelasikan dengan konfigurasi elektroniknya yang unik.

Elektron valensi, elektron di lapisan terluar, adalah faktor penentu untuk kimia unsur yang unik (Konfigurasi Elektron dan Sifat-sifat Atom, S.F.).

Ketika elektron di lapisan terluar atom menerima energi dari beberapa jenis, mereka pindah ke lapisan energi yang lebih tinggi. Dengan demikian, sebuah elektron di lapisan K akan ditransfer ke lapisan L sambil berada dalam keadaan energi yang lebih tinggi.

Ketika elektron kembali ke keadaan dasarnya, ia melepaskan energi yang diserapnya dengan memancarkan spektrum elektromagnetik (cahaya). Karena setiap atom memiliki konfigurasi elektronik tertentu, ia juga akan memiliki spektrum spesifik yang akan disebut spektrum serapan (atau emisi)..

Untuk alasan ini, istilah notasi spektral digunakan untuk merujuk ke konfigurasi elektronik (Spectroscopic Notation, S.F.).

Cara menentukan notasi spektral: angka kuantum

Total empat bilangan kuantum digunakan untuk sepenuhnya menggambarkan pergerakan dan lintasan setiap elektron dalam sebuah atom.

Kombinasi dari semua bilangan kuantum semua elektron dalam atom dijelaskan oleh fungsi gelombang yang sesuai dengan persamaan Schrödinger. Setiap elektron dalam atom memiliki satu set unik bilangan kuantum.

Menurut Prinsip Pengecualian Pauli, dua elektron tidak dapat berbagi kombinasi yang sama dari empat bilangan kuantum.

Bilangan kuantum penting karena dapat digunakan untuk menentukan konfigurasi elektronik suatu atom dan kemungkinan lokasi elektron atom.

Bilangan kuantum juga digunakan untuk menentukan karakteristik atom lainnya, seperti energi ionisasi dan jari-jari atom.

Bilangan kuantum menunjuk kulit, sublayers, orbital, dan putaran elektron tertentu.

Ini berarti bahwa mereka sepenuhnya menggambarkan karakteristik elektron dalam atom, yaitu, mereka menggambarkan setiap solusi unik untuk persamaan Schrödinger, atau fungsi gelombang, dari elektron dalam atom.

Ada total empat bilangan kuantum: bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum momentum sudut orbital (l), bilangan kuantum magnetik (ml) dan bilangan kuantum putaran elektron (ms).

Nomor kuantum utama, nn, menggambarkan energi elektron dan jarak elektron yang paling mungkin dari inti. Dengan kata lain, ini mengacu pada ukuran orbital dan tingkat energi tempat elektron ditempatkan.

Jumlah sublayers, atau ll, menggambarkan bentuk orbital. Ini juga dapat digunakan untuk menentukan jumlah node sudut.

Nomor kuantum magnetik, ml, menggambarkan tingkat energi dalam sub lapisan, dan ms mengacu pada putaran pada elektron, yang dapat naik atau turun (Anastasiya Kamenko, 2017).

Prinsip Aufbau

Aufbau berasal dari kata Jerman "Aufbauen" yang berarti "membangun". Intinya, ketika menulis konfigurasi elektron, kita sedang membangun orbital elektron saat kita bergerak dari satu atom ke atom lainnya.

Saat kita menulis konfigurasi elektronik sebuah atom, kita akan mengisi orbital dengan urutan nomor atom yang semakin meningkat.

Prinsip Aufbau berasal dari prinsip pengecualian Pauli yang mengatakan tidak ada dua fermion (misalnya, elektron) dalam atom.

Mereka mungkin memiliki set nomor kuantum yang sama, sehingga mereka harus "menumpuk" pada tingkat energi yang lebih tinggi. Bagaimana elektron menumpuk adalah subjek konfigurasi elektron (Prinsip Aufbau, 2015).

Atom yang stabil memiliki elektron sebanyak proton dalam nukleus. Elektron berkumpul di sekitar nukleus dalam orbital kuantum mengikuti empat aturan dasar yang disebut prinsip Aufbau.

  1. Tidak ada dua elektron dalam atom yang berbagi empat bilangan kuantum yang sama n, l, m, dan s.
  2. Elektron akan menempati orbital dengan tingkat energi terendah terlebih dahulu.
  3. Elektron akan selalu mengisi orbital dengan nomor spin yang sama. Ketika orbital penuh, itu akan dimulai.
  4. Elektron akan mengisi orbital dengan jumlah bilangan kuantum n dan l. Orbit dengan nilai yang sama dengan (n + l) akan diisi terlebih dahulu dengan nilai n yang lebih rendah.

Aturan kedua dan keempat pada dasarnya sama. Contoh aturan empat adalah orbital 2p dan 3s.

Orbital 2p adalah n = 2 dan l = 2 dan orbital 3s adalah n = 3 dan l = 1. (N + l) = 4 dalam kedua kasus, tetapi orbital 2p memiliki energi terendah atau nilai terendah n dan akan diisi sebelum Lapisan 3s.

Untungnya, diagram Moeller yang ditunjukkan pada Gambar 2 dapat digunakan untuk mengisi elektron. Grafik dibaca dengan mengeksekusi diagonal dari 1s.

Gambar 2 menunjukkan orbital atom dan panah mengikuti jalan yang harus diikuti.

Sekarang diketahui bahwa orbitalnya penuh, satu-satunya yang tersisa adalah menghafal ukuran masing-masing orbital..

Orbital S memiliki 1 nilai kemungkinan ml mengandung 2 elektron

Orbital P memiliki 3 nilai kemungkinan ml mengandung 6 elektron

Orbital D memiliki 5 nilai kemungkinan ml mengandung 10 elektron

Orbital F memiliki 7 nilai kemungkinan ml mengandung 14 elektron

Ini semua yang diperlukan untuk menentukan konfigurasi elektronik dari atom yang stabil dari suatu elemen.

Misalnya, ambil unsur nitrogen. Nitrogen memiliki tujuh proton dan karenanya tujuh elektron. Orbital pertama yang harus diisi adalah orbital 1s. Orbital memiliki dua elektron, jadi ada lima elektron yang tersisa.

Orbital berikutnya adalah orbital 2s dan berisi dua orbital berikutnya. Tiga elektron akhir akan menuju ke orbital 2p yang dapat mengandung hingga enam elektron (Helmenstine, 2017).

Aturan Hund

Bagian Aufbau membahas bagaimana elektron mengisi orbital energi rendah terlebih dahulu dan kemudian naik ke orbital energi lebih tinggi hanya setelah orbital energi rendah penuh..

Namun, ada masalah dengan aturan ini. Tentu saja, orbital 1s harus diisi sebelum orbital 2s, karena orbital 1s memiliki nilai n yang lebih rendah, dan oleh karena itu energi yang lebih rendah.

Dan tiga orbital 2p yang berbeda? Dalam urutan apa mereka harus diisi? Jawaban untuk pertanyaan ini melibatkan aturan Hund.

Aturan Hund menyatakan bahwa:

- Setiap orbital di sub-level ditempati satu per satu sebelum orbital ganda ditempati.

- Semua elektron dalam orbital yang ditempati secara individual memiliki putaran yang sama (untuk memaksimalkan putaran total).

Ketika elektron ditugaskan untuk orbital, sebuah elektron pertama-tama berusaha untuk mengisi semua orbital dengan energi yang sama (juga disebut orbital yang merosot) sebelum berpasangan dengan elektron lain dalam orbital setengah penuh.

Atom-atom di keadaan dasar cenderung memiliki elektron yang tidak berpasangan sebanyak mungkin. Saat memvisualisasikan proses ini, pertimbangkan bagaimana elektron menunjukkan perilaku yang sama seperti kutub yang sama dalam magnet jika mereka bersentuhan.

Ketika elektron bermuatan negatif mengisi orbital, mereka pertama-tama mencoba untuk saling menjauh sejauh mungkin sebelum mereka kawin (Hund's Rules, 2015).

Referensi

  1. Anastasiya Kamenko, T. E. (2017, 24 Maret). Bilangan Kuantum. Diperoleh dari chem.libretexts.org.
  2. Prinsip Aufbau. (2015, 3 Juni). Diperoleh dari chem.libretexts.org.
  3. Konfigurasi Elektron dan Properti Atom. (S.F.). Diperoleh dari oneonta.edu.
  4. Encyclopædia Britannica. (2011, 7 September). Konfigurasi elektronik. Dipulihkan dari britannica.com.
  5. Helmenstine, T. (2017, 7 Maret). Prinsip Aufbau - Struktur Elektronik dan Prinsip Aufbau. Diperoleh dari thinkco.com.
  6. Aturan Hund. (2015, 18 Juli). Diperoleh dari chem.libretexts.org.
  7. Notasi Spektroskopi. (S.F.). Diperoleh dari bcs.whfreeman.com.