Materi Kimia : Bentuk Orbital

Sobat Materi Kimia SMA telah mengetahui bahwa bentuk orbital ditentukan oleh bilangan kuantum azimut. Bilangan kuantum ini diperoleh dari suatu persamaan matematika yang mengandung trigonometri (sinus dan cosinus). Akibatnya, bentuk orbital ditentukan oleh bentuk trigonometri dalam ruang.

Orbital-s

Orbital-s memiliki bilangan kuantum azimut, l= 0 dan m= 0. Oleh karena nilai m sesungguhnya suatu tetapan (tidak mengandung trigonometri) maka orbital-s tidak memiliki orientasi dalam ruang sehingga orbital-s ditetapkan berupa bola simetris di sekeliling inti. Permukaan bola menyatakan peluang terbesar ditemukannya elektron dalam orbital-s. Hal ini bukan berarti semua elektron dalam orbital-s berada di permukaan bola, tetapi pada permukaan bola itu peluangnya tertinggi (≈ 99,99%), sisanya boleh jadi tersebar di dalam bola.

Orbital-p

Orbital-p memiliki bilangan kuantum azimut, l= 1 dan m= 0, ±l. Oleh karena itu, orbital-p memiliki tiga orientasi dalam ruang sesuai dengan bilangan kuantum magnetiknya. Oleh karena nilai m sesungguhnya mengandung sinus maka bentuk orbital-p menyerupai bentuk sinus dalam ruang, seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Ketiga orbital-p memiliki bentuk yang sama, tetapi berbeda dalam orientasinya. Orbital-p_x memiliki orientasi ruang pada sumbu-x, orbital-p_y memiliki orientasi pada sumbu-y, dan orbital-p_z memiliki orientasi pada sumbu-z. Makna dari bentuk orbital-p adalah peluang terbesar ditemukannya elektron dalam ruang berada di sekitar sumbu x, y, dan z. Adapun pada bidang xy, xz, dan yz, peluangnya terkecil.

Orbital-d

Orbital-d memiliki bilangan kuantum azimut l = 2 dan m = 0, ±1, ±2. Akibatnya, terdapat lima orbital-d yang melibatkan sumbu dan bidang, sesuai dengan jumlah bilangan kuantum magnetiknya. Orbital-d terdiri atas orbital-d_x2, orbital-d_xz , orbital-d_xy , orbital-d_yz , dan orbital-d_x2_-y2.

Orbital d_xy, d_xz, d_yz, dan d_x2 _− y2 memiliki bentuk yang sama, tetapi orientasi dalam ruang berbeda. Orientasi orbital-d_xy berada dalam bidang xy, demikian juga orientasi orbital-orbital lainnya sesuai dengan tandanya. Orbital d_x2 _− y2 memiliki orientasi pada sumbu x dan sumbu y. Adapun orbital  d_z2 memiliki bentuk berbeda dari keempat orbital yang lain. Orientasi orbital ini berada pada sumbu z dan terdapat “donat” kecil pada bidang-xy.

Makna dari orbital-d adalah, pada daerah-daerah sesuai tanda dalam orbital (xy, xz, yz, x²–y², z²) menunjukkan peluang terbesar ditemukannya elektron, sedangkan pada simpul-simpul di luar bidang memiliki peluang paling kecil.

Bentuk orbital-f dan yang lebih tinggi dapat dihitung secara matematika, tetapi sukar untuk digambarkan atau diungkapkan kebolehjadiannya sebagaimana orbital-s, p, dan d. Kesimpulan umum dari hasil penyelesaian persamaan Schrodinger dapat dirangkum sebagai berikut.

Setiap orbital dicirikan oleh tiga bilangan kuantum n, l , dan m yang memiliki ukuran, bentuk, dan orientasi tertentu dalam ruang kebolehjadian. Elektron-elektron yang menghuni orbital memiliki spin berlawanan sesuai temuan Stern-Gerlach.

Secara lengkap, peluang keberadaan elektron dalam atom dapat sobat lihat pada tabel berikut.

n	l	m	orbital	s	Jumlah maksimum elektron
1	0	0	1s	+½, –½	2
2	0 1	0 –1, 0, +1	2s 2p	+½, –½ +½, –½	2 6
3	0 1 2	0 –1, 0, +1 –2,–1, 0, +1, +2	3s 3p 3d	+½, –½ +½, –½ +½, –½	2 6 10
4	0 1 2 3	0 –1, 0, +1 –2,–1, 0, +1, +2 –3, –2,–1, 0, +1, +2, +3	4s 4p 4d 4f	+½, –½ +½, –½ +½, –½ +½, –½	2 6 10 14

Apakah sobat Materi Kimia SMA bisa memahami materi Bentuk Orbital ini? Sobat jangan pusing dulu ya, hehe, karena sobat akan mempelajari materi kimia kelas X selanjutnya, yaituKonfigurasi Elektron

Posted in: IPA,Materi